專利名稱：一種重金屬污染底泥的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于處理江河、湖泊、水庫等底泥中重金屬處理的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種重金屬污染底泥的處理方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著社會(huì)和城市建設(shè)的發(fā)展，尤其是我國工業(yè)制造和礦產(chǎn)采煉能力的提高，由此產(chǎn)生的大量重金屬廢水和廢渣等未經(jīng)處理被直接排放到環(huán)境中，使得重金屬污染問題日益突出。大量的工業(yè)排放毫無疑問的給我們?cè)厩鍧嵉耐恋禺a(chǎn)生巨大的污染，重金屬污染使得很多河段周邊不適合人居等等。水體底泥中的重金屬污染，已成為世界關(guān)注的環(huán)境問題。水體底泥中的重金屬可來自大氣沉降、大氣降水、土壤沖刷、地表徑流、各類污水、農(nóng)藥、固體廢物等，在某種程度上底泥可以看做是重金屬的儲(chǔ)存庫。重金屬不能被生物降解，但卻具有生物累計(jì)的特性，可以通過水體食物鏈產(chǎn)生生物富集的濃縮效應(yīng)，最終影響到人類，如陜西、湖南等多地發(fā)生大規(guī)模的血鉛超標(biāo)事件。目前，世界上已有某些專利技術(shù)可用于江河、湖泊、水庫等重金屬污染底泥的處理，如公開號(hào)為CN01132079.6專利提出了治理城市及周邊河流的污染底泥的方法，即先建壩，再排水，填平底泥，最后就地用尼龍薄膜隔離填埋的方法，該方法盡管施工簡單，但治理過程中容易造成底泥擾動(dòng)，從而引起重金屬二次污染，而且尼龍薄膜在施工過程中容易破損，造成重金屬污染底泥的泄漏，起不到真正隔離防護(hù)的效果。公開號(hào)為W02000040515的發(fā)明專利采用板式過濾器(壓濾器)使絮凝后的底泥脫水，該方法需要板式過濾器(壓濾器)，設(shè)備一次性投資大，且沒有處理底泥中重金屬污染的措施。公開號(hào)為CN200710021488.6專利提出一種底泥中重金屬的處理方法，包括前處理和后處理，其中后處理又包含了熱解、噴瀑、脫 水、中和、固氮等工序，處理工藝復(fù)雜、耗能、存在二次污染。公開號(hào)為CN200510095750.2專利提出采用充泥管袋實(shí)現(xiàn)城市水域底泥的就地脫水，即通過疏浚設(shè)備將含水率約90%的底泥直接泵送到管袋中，該方法設(shè)備一次性投資少，脫水主要借助于自重作用，但該方法沒有考慮到底泥的絮凝調(diào)理以強(qiáng)化脫水效果，也未涉及重金屬污染治理的方法。申請(qǐng)?zhí)枮?00520044977.X實(shí)用新型專利公開了一種減少泥沙擴(kuò)散的環(huán)保疏浚絞刀頭裝置，通過密閉管路泵送泥漿也解決了二次污染問題，但未涉及疏浚泥漿脫水以及重金屬穩(wěn)定化等處理方法。申請(qǐng)?zhí)枮?00910070771.7發(fā)明專利公開了一種重金屬污染底泥的處理方法，即通過疏浚船泥漿泵將含水率約為90±5%的底泥連續(xù)輸送到管道混合器中，投加重金屬螯合劑和絮凝劑投加比例，然后將添加藥劑的污泥一并輸送到土工管袋中脫水減容，該專利一方面解決了二次污染問題，另一方面還確保了重金屬的穩(wěn)定效果，但是該專利涉及了兩種藥劑，操作起來相對(duì)稍復(fù)雜。綜上所述，這些專利技術(shù)仍存在一些不足和缺點(diǎn)，如能耗高、二次污染、工藝復(fù)雜等，目前急需一種用于江河、湖泊、水庫等重金屬污染底泥的處理方法，將底泥疏浚、重金屬穩(wěn)定以及底泥脫水減容相互結(jié)合在一起，不但保證底泥疏浚和脫水過程不產(chǎn)生重金屬二次污染，而且設(shè)備一次性投資少，工藝簡單，處理過程能耗低，處理后的底泥重金屬浸出含量能夠滿足底泥將來處置的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是:針對(duì)現(xiàn)有處理重金屬污染底泥的方法的不足之處，提供一種用于江河、湖泊、水庫等重金屬污染底泥的處理方法，通過環(huán)保疏浚最大程度上防止底泥在清淤過程中由于擾動(dòng)而引起的次生污染；通過密閉管路輸送確保疏浚底泥在進(jìn)入布袋前不會(huì)泄漏而引起重金屬二次污染；通過重金屬調(diào)質(zhì)劑投加保證底泥中的重金屬在進(jìn)入土工管袋脫水前已轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定態(tài)且能保證土工管袋的脫水效果，不會(huì)再對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生二次污染；通過土工管袋脫水替代機(jī)械脫水節(jié)省了設(shè)備投入和運(yùn)行成本，因此，本法重點(diǎn)解決從疏浚到脫水減容整個(gè)處理過程重金屬二次污染問題，機(jī)械脫水設(shè)備投資和運(yùn)行成本高，土工管袋直接脫水效率低，疏浚到脫水減容的匹配以及重金屬調(diào)質(zhì)劑的加藥量等關(guān)鍵問題。本發(fā)明的上述目的是通過如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種重金屬污染底泥的處理方法，其特征在于針對(duì)江河、湖泊或水庫中受重金屬污染的底部底泥，通過疏浚船泥漿泵將其連續(xù)輸送到連接I個(gè)管道混合器的管路中，疏浚后底泥含水率約為90±5% ;然后按照一定量的重金屬調(diào)質(zhì)劑投加比例，通過計(jì)量泵向管道混合器中連續(xù)投加重金屬調(diào)質(zhì)劑溶液；再將經(jīng)過重金屬穩(wěn)定化、調(diào)理處理后的污泥輸送到I個(gè)或多個(gè)土工管袋中進(jìn)行脫水減容，土工管袋充填滿后固結(jié)7 50天，處理后污泥含水率低于80%后，凡重金屬含量符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置土地改良泥質(zhì)》(CJ/T 291)或《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)》(CJ248)要求的污泥，即可用于土地改良或園林綠化進(jìn)行污泥處置；處理后污泥含水率低于60%后，凡重金屬含量符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質(zhì)》(GB/T23485-2009)要求的污泥，即可進(jìn)入填埋場(chǎng)填埋處置。所述的一種重金屬污染底泥的處理方法，其特征還在于①重金屬污染包含汞、鎘、砷、鉻、銅、鉛、鋅、鐵、鎳等中的I種或多種污染；②疏浚船包含絞吸式、耙吸式、直吸式等中的一種或多種，優(yōu)選絞吸式環(huán)保疏浚方式，疏浚底泥流量為100 5000m3/h ;③重金屬調(diào)質(zhì)劑具有穩(wěn)定重金屬和增強(qiáng)底泥脫水效果的功能，其投加量為0.1%。 50%。(以干基污泥計(jì)，重量比)土工管袋由聚丙烯或聚乙烯類樹脂為原料的單絲或裂膜絲或單絲-裂膜絲組合進(jìn)行編織縫合而成，寬度不小于2m,長度不小于6m !⑤土工管袋充滿后固結(jié)7 50天,土工管袋中污泥平均含水率低于65%。本發(fā)明可廣泛用于處理重金屬污染底泥，特別適用于處理江河、湖泊或水庫中受重金屬污染的底部底泥。采用本法處理后的底泥，視重金屬含量的多少，采取靈活的處置方式，可以用于土地改良或園林綠化或混合填埋處置等。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):處理過程不會(huì)造成重金屬二次污染，可以避免對(duì)施工人員健康的危害，工藝簡單，設(shè)備投入和運(yùn)行費(fèi)用較低，處理場(chǎng)地位置不受限制，處理后的底泥含水率較低，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了底泥疏浚、重金屬穩(wěn)定以及底泥脫水減容三個(gè)目標(biāo)。


圖1重金屬污染底泥的處理方法示意圖具體實(shí)施方式
利用絞刀式環(huán)保疏浚船(荷蘭IHC海貍環(huán)保型)對(duì)江河、湖泊或水庫中重金屬污染的底部底泥進(jìn)行環(huán)保清淤，底泥疏浚深度的確定可以參考專利(申請(qǐng)?zhí)?CN200810023224.9)。疏浚后底泥(含水率90±5%)通過與疏浚船相連接的管道輸送到脫水場(chǎng)區(qū)，疏浚流量為100 5000m3/h。在脫水區(qū)的蛇形管式管道混合器中，按照0.1%0 50%。(以干基污泥計(jì)，重量比)投加量利用計(jì)量泵投加重金屬調(diào)質(zhì)劑(如專利申請(qǐng)?zhí)?CN200810153671.6)，使得重金屬調(diào)質(zhì)劑與疏浚底泥中的重金屬充分混合、反應(yīng)，并保證疏浚底泥的脫水效果，在土工管袋充填口前完成完成重金屬的穩(wěn)定化，應(yīng)使得疏浚底泥在管道混合器與土工管袋充填口之間停留時(shí)間大于重金屬穩(wěn)定化反應(yīng)時(shí)間和絮凝調(diào)理時(shí)間。經(jīng)過重金屬穩(wěn)定處理后的疏浚底泥同時(shí)充入I個(gè)或多個(gè)土工管袋中，待這些土工管袋充滿污泥后，切換到其他未充滿的土工管袋中。對(duì)于已經(jīng)充滿的土工管袋，繼續(xù)脫水固結(jié)7 50天后，布袋中的脫水污泥含水率可以達(dá)到65 %以下，結(jié)合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置土地改良泥質(zhì)》(CJ/T 291)或《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)》(CJ248)或《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質(zhì)》(GB/T 23485-2009)對(duì)于重金屬含量的要求，對(duì)土工管袋中脫水后污泥進(jìn)行土地利用、園林綠化用地或填埋處置。該重金屬污染底泥的處理工藝流程如圖1所不。實(shí)施例1:采用荷蘭IHC海貍1200型環(huán)保疏浚船對(duì)漢沽污水庫中受汞、銅、鎘等重金屬污染的底泥(污染底泥重金屬含量如表I所示)進(jìn)行環(huán)保清淤，疏浚流量為500m3/h，疏浚底泥的平均含水率為93% 。采用計(jì)量泵向蛇形管式管道混合器中泵入重金屬調(diào)質(zhì)劑(天津壹鳴)，投加流量為240kg/h (折合投加量約為6%。，以干基污泥計(jì)，重量比)，調(diào)質(zhì)劑的穩(wěn)定反應(yīng)時(shí)間至少為lmin。經(jīng)過重金屬穩(wěn)定處理后的疏浚底泥同時(shí)充入2個(gè)土工管袋中，反復(fù)充填4 8次后即可充滿這些布袋，繼續(xù)脫水固結(jié)20天后，布袋中的脫水污泥平均含水率為47%。對(duì)處理過的污泥按照《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16889-2008)的要求測(cè)定汞、鎘、銅等重金屬浸出濃度，如表2所示，均低于該標(biāo)準(zhǔn)的所規(guī)定的重金屬浸出濃度限值。結(jié)合表I中污染底泥重金屬含量數(shù)據(jù)，參考《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質(zhì)》(GB/T 23485-2009)，即處理后的汞、銅、鎘等重金屬污染的底泥可以用于填埋處置。表I污染底泥重金屬含量單位:mg/kg
權(quán)利要求
1.一種重金屬污染底泥的處理方法，其特征在于具體步驟為: (1)針對(duì)江河、湖泊或水庫中受重金屬污染的底部底泥，通過疏浚船泥漿泵將其連續(xù)輸送到連接管道混合器的管路中，疏浚后底泥含水率約為90±5% ; (2)按照一定量的重金屬調(diào)質(zhì)劑投加比例，通過計(jì)量泵向管道混合器中連續(xù)投加重金屬調(diào)質(zhì)劑溶液； (3)將經(jīng)過重金屬穩(wěn)定調(diào)理處理后的底泥輸送到I個(gè)或多個(gè)土工布袋中進(jìn)行脫水減容，土工布袋充填滿后固結(jié)7 50天，處理后污泥含水率低于80%后，凡符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置土地改良泥質(zhì)》(CJ/T 291)或《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)》(CJ248)要求的污泥，即可用于土地改良或園林綠化進(jìn)行污泥處置；處理后污泥含水率低于60%后，凡符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質(zhì)》(GB/T 23485-2009)要求的污泥，即可進(jìn)入填埋場(chǎng)填埋處置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重金屬污染底泥的處理方法，其特征在于重金屬污染種類包含汞、鎘、砷、鉻、銅、鉛、鋅、鐵、鎳等中的I種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重金屬污染底泥的處理方法，其特征在于疏浚船的種類包含絞吸式、耙吸式、直吸式等中的一種或多種，優(yōu)選絞吸式環(huán)保疏浚方式，疏浚底泥流量為 100 5000mVh。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重金屬污染底泥的處理方法，其特征在于重金屬調(diào)質(zhì)劑具有穩(wěn)定重金屬和增強(qiáng)底泥脫水效果的功能，其投加量為0.1%。 50%。(以干基污泥計(jì)，重量比)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重金屬污染底泥的處理方法，其特征在于土工布袋是由聚丙烯或聚乙烯類樹脂為原料的單絲或裂膜絲或單絲-裂膜絲組合進(jìn)行編織縫合而成，寬度不小于2m,長度不小于6m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重金屬污染底泥的處理方法，其特征在于土工布袋充滿后固結(jié)7 50天，土工布袋中污泥平均含水率低于65%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種重金屬污染底泥的處理方法，其特征在于將江河、湖泊或水庫中受重金屬污染的底泥通過疏浚船泥漿泵將其連續(xù)輸送到連接1個(gè)管道混合器的管路中，然后按照一定量的重金屬調(diào)質(zhì)劑投加比例，最后將經(jīng)過重金屬穩(wěn)定化、調(diào)理處理后的污泥輸送到土工管袋中進(jìn)行脫水減容，充填滿后固結(jié)7～50天，按照含水率和重金屬含量的不同，即可用于土地改良、園林綠化或填埋場(chǎng)填埋。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，既保證了重金屬的穩(wěn)定效果，又解決了兩次加藥的復(fù)雜問題，適用于治理面積大、工期緊、脫水場(chǎng)地小、一次性投入少、運(yùn)行成本低等場(chǎng)合下的重金屬污染底泥的處理。
文檔編號(hào)C02F11/14GK103183458SQ20111045265
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者張景輝, 劉朝輝, 王文茜, 西偉力, 李野, 盧丹, 韓嵩, 楊偉, 王堯 申請(qǐng)人:天津生態(tài)城環(huán)保有限公司, 天津生態(tài)城水務(wù)有限公司