引言 河湖水體的治理中,直接清除淤泥(清淤)是一個消除內源 污染的重要有效手段。被污染的淤泥,例如受到工業污水污染的 淤泥,若清淤方式和淤泥處理、處置不當,會造成非常嚴重的二 次污染。河湖淤泥的兩種常用清淤方式雖然裝置不同[1-3],但最終 處理一樣:填埋淤泥,增加二次污染。因常年受污染水體沉積下 來的內源污染河湖淤泥的處理和處置的不當以及淤泥對水質影 響的認識不足,許多水體治理項目在實踐過程都面臨許多棘手 的現實問題,導致治理效果不理想[4]。為了高效處理河湖淤泥,提 出一種新的復合化學工藝方案,應用在工程實踐發現脫水后淤 泥含水率低于 50%。
1 處理河湖淤泥的復合化學工藝 集淤泥疏浚、分離垃圾沙石、調理混凝、首次絮凝、首次濃 縮、二次絮凝、二次濃縮、三次絮凝、帶式壓濾脫水、資源化利用 等多方面于一體的復合化學工藝方案如圖 1 所示,河湖淤泥采 用泵送方式,虛線框內是具體的處理工藝流程路線。
2 處理河湖淤泥的工藝操作過程 經垃圾分揀和沙石分離的淤泥粒徑小,因含大量腐殖質等 污染物而形成自然條件下脫水困難的膠狀結構。投加調理劑的 主要作用是破膠、穩定離子態污染物(如重金屬離子等)、除臭、 混凝等作用,形成微小顆粒。調理后通過絮凝劑網捕作用,將淤 泥凝結成易沉淀的絮體,通過一次濃縮(采用緩沖塔方式)進行 初步泥水分離。緩沖塔均質緩沖泥漿后除掉泥漿中大部分水分 而提高含固率,為后續設備能連續工作提供保證,經實踐證明一 次濃縮后較合適的含水率要求控制在 85~90%,過低的含水率會 造成底流釋放困難和管路堵塞;過高的含水率會增加后續設備 的水力負荷和導致運行效率下降。經一次濃縮的淤泥二次絮凝 后再經過二次濃縮,采用帶式濃縮方法,將含水率降到 70~80%。 二次濃縮后的淤泥在進行第三次絮凝時,絮凝劑跟前兩次不一樣,它是先打散絮凝體后再次絮凝,釋放出濃縮絮體中包裹住的 大量自由水,滿足緊接壓濾機械脫水的高強度操作要求,實現高 效的脫水效率。淤泥被高壓濾帶式脫水機壓榨成含水率≤50% 的固形物體。
3 復合化學工藝的應用系統運行效果 根據現在國內絞吸船的單機清淤量,8 寸絞吸船每小時清淤 量為水下方 60~100 m3 ,單套機組每小時處理絕干淤泥量為 15~ 30 t,每小時可以脫水淤泥量為 20~40 m3 。 將本復合化學工藝應用在海南省海口市美舍河的清淤固化 工程中,設備寬度尺寸控制在 3 m 以內。單套系統每小時泵入泥 漿量為 200~500 m(額定值 3 350 m3 ),經過垃圾沙石分揀后,泥漿 含水率≥95%,經調理和絮凝進入濃縮塔,第一次濃縮后每小時 排放淤泥 150 m3 ,含水率范圍在 85~90%,每小時排出清水量 100~300 m3 。再經第二次絮凝進入帶式濃縮機,第二次濃縮后每 小時排放淤泥 50~80 m3 ,含水率范圍在 70~80%。淤泥經最后一 次絮凝后進入高壓濾帶式脫水機,脫水后每小時排放約 20~40 m3 的泥餅,含水率能降到最低值。表 1 列舉了兩次實驗的結果,每 小時泵入泥漿總量為 350 m3 情況下的處理結果。每經歷一次濃 縮脫水,淤泥的含水率變低,最后經壓濾脫水形成泥餅,含水率 低于 50%,符合淤泥處理的減量化資源化要求,說明了該化學工 藝是可行的。