本發(fā)明涉及一種疏浚淤泥快速脫水的方法，屬于淤泥脫水干化處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在我國港口、湖泊和河道底泥清淤過程中，會產(chǎn)生大量的且含有污染物的高含水量淤泥。1998年至2003年，我國對長江、黃河、海河和淮河等江河及洞庭湖、鄱陽湖等重要水域進(jìn)行疏浚，淤泥疏浚量達(dá)到1.2億立方米。天津港每年淤泥疏浚量約500萬立方米，秦皇島港戊巳碼頭淤泥疏浚量已達(dá)到269.3萬立方米。1999年至2000年，杭州西湖一期疏浚工程累計疏浚淤泥量100余萬立方米。這些淤泥含水率高、粘粒含量高、壓縮性強(qiáng)、強(qiáng)度低，堆放不但占用大量土地，難以被工程直接利用。因此，疏浚淤泥資源化處置問題，是我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展時期難以回避的亟待解決的問題。
授權(quán)公告號cn102815854b，發(fā)明名稱：一種微生物促進(jìn)疏浚淤泥快速干化的方法，包括以秸稈等有機(jī)物作為底物，厭氧發(fā)酵腐熟，埋入淤泥堆場，預(yù)埋抽真空管網(wǎng)系統(tǒng)，輸入疏浚淤泥，添加絮凝劑和助凝劑進(jìn)行初步濃縮，以及抽真空壓縮等工序步驟。該發(fā)明的微生物促進(jìn)疏浚淤泥快速干化的方法，利用微生物的生命活動及其產(chǎn)生的氣體改變了淤泥在抽真空過程中形成的致密狀態(tài)，使淤泥變得疏松多孔，促進(jìn)了水分的流動，從而提高了真空預(yù)壓的抽排水效果，使疏浚淤泥快速從流體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軕B(tài)甚至半固態(tài)，實現(xiàn)了疏浚淤泥的快速脫水干化，成本低，工期短。該發(fā)明中腐熟底物的制備方法為：（1）將生物類有機(jī)物置于厭氧密閉環(huán)境中厭氧發(fā)酵，以馴化厭氧產(chǎn)氣微生物；（2）馴化完成后，收集發(fā)酵液，加水稀釋后備用；（3）以生物類有機(jī)物作為底物，嚴(yán)密堆放以形成內(nèi)部厭氧環(huán)境，向底物潑灑步驟（2）稀釋后的發(fā)酵液以使厭氧產(chǎn)氣微生物接種于底物中，進(jìn)行腐熟；（4）將完成腐熟的底物瀝干水分，分裝后封口。該方法工藝復(fù)雜，并且收環(huán)境營養(yǎng)較大，不同地域不同環(huán)境的腐熟底物的差距比較大，穩(wěn)定性差。另外淤泥的粘性大，單單通過添加絮凝劑和助凝劑對于淤泥的絮凝效果一般，導(dǎo)致其真空脫水的效果一般，淤泥干化時間長，一般為抽真空時間100天以上，周期長。
疏浚淤泥含水率高、顆粒細(xì)、可塑性高、結(jié)合力強(qiáng)、收縮率大等特性，主要質(zhì)可以分為：（1）營養(yǎng)物質(zhì)，包括氮磷化合物；（2）大量有機(jī)物，如碳水化合物，包括油和油脂；（3）重金屬，包括mn、pb、cd、zn、hg、cr、cu、zn等；（4）非金屬as、se等。現(xiàn)有淤泥脫水固化處理的，都單單考慮脫水速度和固化后的強(qiáng)度，對于固化后的重金屬的處理研究比較少，而脫除后的含有重金屬，對環(huán)境和人體有害。授權(quán)公告號cn102503274b，發(fā)明名稱：重金屬污染底泥固化劑，所述固化劑包括質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％～50％的水泥，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％～70％的粉煤灰，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％～15％的膨潤土和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％～6％的外加劑；本固化劑處理底泥后固化體強(qiáng)度高，浸出液ph和重金屬浸出濃度得到很大程度降低。但是該固化劑僅僅考慮固化強(qiáng)度，尤其是重金屬的固化，沒有脫水性。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種疏浚淤泥快速脫水的方法，解決了現(xiàn)有淤泥脫水時間長、脫水效果不好以及脫除的水中重金屬超標(biāo)等問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
一種疏浚淤泥快速脫水的方法，包括以下步驟：
（1）在淤泥堆場中預(yù)埋排水板，將排水板與抽真空管道連接，組成抽真空管網(wǎng)系統(tǒng)；
（2）將待處理的疏浚淤泥通過輸泥管道輸入淤泥堆場，在輸泥管道中先后加入絮凝劑和助凝劑，使淤泥中的泥顆粒絮凝沉淀，排放面源水；
（3）然后加入復(fù)合脫水材料和污泥專用菌劑，并與疏浚淤泥混合均勻，自然發(fā)酵，復(fù)合脫水材料：污泥專用菌劑：疏浚淤泥的重量比為10:0.2:100；
（4）發(fā)酵15-20天，當(dāng)淤泥中出現(xiàn)大量氣泡的時候，并從淤泥中持續(xù)冒出，此時在淤泥表面鋪設(shè)土工布及密封膜；
（5）將抽真空管道的主管與真空機(jī)組連接，真空預(yù)壓抽排水，抽出水作為上覆壓力壓于密封膜上；
（6）真空預(yù)壓抽排水至出水量明顯較少時，停工；
（7）然后除去土工布及密封膜將淤泥翻動，并添加污泥專用菌劑，污泥專用菌劑與原始疏浚淤泥的重量比為0.1:100；
（8）翻動后的淤泥通過抽真空管網(wǎng)系統(tǒng)通風(fēng)8-10h；
（9）通風(fēng)后繼續(xù)發(fā)酵，待污泥長出白毛后發(fā)酵結(jié)束，此時在淤泥表面鋪設(shè)土工布及密封膜；
（10）重復(fù)步驟（5）和（6），停工驗收。
進(jìn)一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案：所述的復(fù)合脫水材料，按照重量份計，包括腐殖土30-40份、生物碳5-10份、檸檬酸3-5份、木質(zhì)素10-15份、甲殼質(zhì)8-10份、沸石8-10份、天冬氨酸12-18份、有機(jī)膨潤土10-15份、碳纖維20-30份、煅燒硅藻土5-8份、麥飯石5-8份。
進(jìn)一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案：所述的污泥專用菌劑為污泥專用菌劑-vt1030。
進(jìn)一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案：所述排水板的孔徑為80-100μm。
進(jìn)一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案：所述抽真空管道包括支管和主管，支管通過接頭與各個排水板連接，所有的支管再與主管連接，共同組成抽真空管網(wǎng)系統(tǒng)。
進(jìn)一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案：所述支管和主管均為直徑70mm的硬塑料管。
進(jìn)一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案：所述絮凝劑為疏水陽離子高分子絮凝劑。
進(jìn)一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案：所述絮凝劑的添加量為50-60ppm。
進(jìn)一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案：所述助凝劑為聚合氯化鋁。
進(jìn)一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案：所述助凝劑的添加量為80-100ppm。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明的疏浚淤泥快速脫水的方法，利用微生物的生命活動及其產(chǎn)生的氣體改變了淤泥在抽真空過程中形成的致密狀態(tài)，以及復(fù)合脫水材料的吸附支撐作用，使淤泥變得疏松多空，促進(jìn)了水分的流動，從而提高了真空預(yù)壓的抽排水效果，使疏浚淤泥快速從流體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軕B(tài)甚至半固態(tài)，實現(xiàn)了疏浚淤泥的快速脫水干化，成本低，工期短。另外復(fù)合脫水材料和菌種的復(fù)合吸附作用，有效的降低了脫除淤泥后水的重金屬的含量，使其國家標(biāo)準(zhǔn)。
（1）本發(fā)明利用微生物呼氣產(chǎn)氣的原理，使得淤泥中形成大量排水通道，因此排水效率提高，抽真空時間縮短，減少了能耗，降低了成本，并且產(chǎn)氣后的殘留物在干化后的淤泥被挖出后還可以以制作有機(jī)肥等方式回收利用。本發(fā)明采用兩次發(fā)酵的方式，首先微生物利用淤泥中含有的氧快速發(fā)酵產(chǎn)氣，產(chǎn)生通道以及復(fù)合脫水材料的作用，然后真空第一次快速脫水。脫水后淤泥的含水量達(dá)到微生物快速繁殖的范圍。污泥專用菌劑與淤泥進(jìn)一步作用，疏松淤泥，并將淤泥中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為肥料。發(fā)酵結(jié)束后，真空抽水，淤泥含水量達(dá)到25%以下，可以作為建筑材料。
（2）本發(fā)明的復(fù)合脫水材料具有良好的脫水性，他與淤泥和菌體一起作用，使其形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，有利于在真空脫水的時候淤泥的支撐力比較強(qiáng)，其實壓縮不會太嚴(yán)重，有利于保持其中的通道，有利于脫水。另外復(fù)合脫水材料具有良好的吸附固化重金屬的作用，使菌種在淤泥內(nèi)可以良好的生長，避免重金屬對菌種生長的抑制作用，另外可以使抽濾出來的水中重金屬含量復(fù)合相關(guān)規(guī)定。
（3）絮凝劑和助凝劑的加入使得淤泥中的泥顆粒在短時間內(nèi)迅速發(fā)生絮凝沉淀，在短時間內(nèi)初步濃縮了淤泥，排水通道的形成縮短了真空預(yù)壓的時間，因而工期大大縮短。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實施例1
一種疏浚淤泥快速脫水的方法，包括以下步驟：
（1）建設(shè)內(nèi)部尺寸為100m（長）×100m（寬）×5m（深）的干化池作為淤泥堆場，5m的深度中地面以下開挖3m、圍堰堆高2m，總?cè)莘e約50000m3，內(nèi)部鋪2層密封膜做防滲處理；在干化池中以70×70cm的間距呈梅花形預(yù)埋長5.5m、孔徑90μm的排水板，排水板下端固定于干化池底部，上端固定于距離干化池表面開口1m處，注意上端預(yù)留約1.5m；將各排水板通過接頭與支管連接，支管再與主管連接，所述支管和主管均采用直徑為70mm的硬塑料管，組成抽真空管網(wǎng)系統(tǒng)；淤泥堆場的建設(shè)可以參照專利cn102815854b的方法，建設(shè)不同大小的淤泥堆場。
（2）將待處理的疏浚淤泥通過輸泥管道注入干化池，在疏浚泥漿流經(jīng)管道時，分別用兩臺cn201737824u中公開的儀器先加入56ppm的疏水陽離子高分子絮凝劑再加入85ppm的聚合氯化鋁助凝劑，使淤泥在短時間內(nèi)絮凝沉淀出泥顆粒，排放面源水；預(yù)先沿干化池的邊界布設(shè)深度1m的密封溝；
（3）然后加入復(fù)合脫水材料和污泥專用菌劑，并與疏浚淤泥混合均勻，自然發(fā)酵，復(fù)合脫水材料：污泥專用菌劑：疏浚淤泥的重量比為10:0.2:100；
（4）發(fā)酵，當(dāng)淤泥中出現(xiàn)大量氣泡的時候，并從淤泥中持續(xù)冒出，此時在淤泥表面鋪設(shè)土工布及密封膜；
（5）將抽真空管道的主管與真空機(jī)組連接，在真空度≥0.08mpa的條件下真空預(yù)壓抽排水，抽出水作為上覆壓力壓于密封膜上；
（6）真空預(yù)壓抽排水淤泥含水量為50-60%，停工；
（7）然后除去土工布及密封膜將淤泥翻動，并添加污泥專用菌劑，污泥專用菌劑與原始疏浚淤泥的重量比為0.1:100；
（8）翻動后的淤泥通過抽真空管網(wǎng)系統(tǒng)通風(fēng)8-10h；通風(fēng)條件：20m3/h
（9）通風(fēng)后繼續(xù)發(fā)酵，待污泥長出白毛后發(fā)酵結(jié)束，此時在淤泥表面鋪設(shè)土工布及密封膜；
（10）重復(fù)步驟（5）和（6），真空預(yù)壓抽排水，至泥面沉降量連續(xù)4天小于1mm時，停工驗收。
復(fù)合脫水材料，按照重量份計，包括腐殖土30份、生物碳8份、檸檬酸3份、木質(zhì)素13份、甲殼質(zhì)8份、沸石9份、天冬氨酸16份、有機(jī)膨潤土10份、碳纖維20份、煅燒硅藻土5份、麥飯石6份。將它們混合均勻，即可。
污泥專用菌劑為污泥專用菌劑-vt1030。污泥專用菌劑-vt1030是一款高效的污泥專用型微生物復(fù)合菌劑，含有高活性的乳酸菌、酵母菌、放線菌、芽孢桿菌、木霉菌等，充分發(fā)揮菌群聯(lián)合作用優(yōu)勢,使污泥快速升溫、有機(jī)質(zhì)快速降解，能夠在污泥中產(chǎn)生各種消化酶來分解污泥中的有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)，也可有效的轉(zhuǎn)化污泥中的重金屬降低危害效果。
實施例2
與實施例1基本相同，不同之處在于：所述的復(fù)合脫水材料，按照重量份計，包括腐殖土35份、生物碳5份、檸檬酸4份、木質(zhì)素15份、甲殼質(zhì)9份、沸石8份、天冬氨酸12份、有機(jī)膨潤土13份、碳纖維25份、煅燒硅藻土7份、麥飯石5份。絮凝劑的添加量為60ppm。助凝劑的添加量為80ppm。
實施例3
與實施例1基本相同，不同之處在于：所述的復(fù)合脫水材料，按照重量份計，包括腐殖土40份、生物碳10份、檸檬酸5份、木質(zhì)素10份、甲殼質(zhì)10份、沸石10份、天冬氨酸18份、有機(jī)膨潤土15份、碳纖維30份、煅燒硅藻土8份、麥飯石8份。絮凝劑的添加量為50ppm。助凝劑的添加量為100ppm。
脫水重金屬實驗
某地疏浚淤泥作為試驗淤泥。該淤泥含水率為85％，有機(jī)質(zhì)含量約為13％(干基)，化學(xué)成分見：sio250.65、al2o315.47、cao473、fe2o33.22、k2o7.20、mgo2.22、na2o1.19、p2o50.68、tio20.97，5%其它雜質(zhì)，其中重金屬含量為（mg/kg）cd，cr，cu，ni，pb和zn的含量分別為12.4，396，1272，280，80和782。
分別采用實施例1-3的方法，測定其淤泥含水率、排放水重金屬含量。具體見下表。
由上表可知，本發(fā)明的方法通過添加復(fù)合脫水劑以及菌種發(fā)酵，可以有效的提高脫水的速度，使其脫水時間控制在50天左右，另外排出來的水也符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。