一种湖泊淤泥处理系统的施工方法与流程

本发明属于湖泊淤泥处理技术领域，具体涉及一种湖泊淤泥处理系统的施工方法。

背景技术：

随着科技水平的提高，一方面使得人们的物质生活得到了极大的丰富，但同时也带来了大量的生活、生产垃圾，给环境带来了很大的影响。由于污染的加重和生态环境的破坏，使得城市的水域中堆积了较大量的淤泥，仅湖泊、河道拥有的淤泥，每年的采集量至少可达7000万吨，每年的总集量可达1亿吨以上。淤泥中的有机污染物质长期沉积在湖底，会在湖底形成厚度不等、成分复杂的淤泥层，时间一久颜色会发黑，并散发出具有刺激性的臭味，影响河流环境及周围居住环境，如不及时清理，将给航道安全、生态等方面带来严重的影响。

目前湖泊河道淤泥处理普遍采用的是传统的异位处理方法即：将河湖底的淤泥通过挖掘或先用高压水泵冲击再用污泥泵抽出，之后再运到其他地方去处理，这不但耗用了大量的运输成本，而且给处理地也带来了二次污染。

技术实现要素：

本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种湖泊淤泥处理系统的施工方法，本发明施工简单，施工效率高，施工工期短，涉及的施工设备少，施工成本低，可确保施工质量和施工进度。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种湖泊淤泥处理系统的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

（a）实地考察：根据设计施工图的施工地点，考察周边半径200m范围以内的施工区域，划出基坑开挖的范围，作下灰线标记，筛选出合适的开挖范围，减少土方开挖量，从而减少施工成本，保证基坑的基础强度牢固，避免开挖后出现塌方现象；

（b）开挖基坑：采用挖掘机配合人工挖槽的方式，开挖基坑的深度为1.5～1.8m，控制基坑坑壁的垂直度小于1%，清除基坑底部的杂物及碎块，按2～3m的间距铺设排水管，用原土回填排水管，排水管的进水管口高出覆土面50～100mm，排水管的出水管口高出基坑50～100mm，弹墨线找平，控制覆土面的坡度在1%～2%，然后再铺设防水膜，接着在防水膜上铺设50～100mm厚的原土，作为保护层并压实，保证基坑平整度和垂直度，防止基坑出现塌陷、滑坡现象的发生，从而保证施工质量，在基坑底部设置坡度利于淤泥的渗滤液顺势汇集到排水管中，更加方便有效；

（c）单元施工：基坑的基底施工完成后，将基坑均分为淤泥处理床单元，相邻淤泥处理床单元之间用原土堆砌成隔墙，隔墙的厚度为0.8～1m，在每个淤泥处理床单元内铺设支撑框架，按照下框体的排水口对准排水管进水管口的定位方式进行安装，然后在下框体内铺设填料滤层，填料滤层由下至上依次为20～25cm的粗砂层、30～35cm厚的砾石层和10～15mm厚的沙土层，接着将上框体安装在下框体上，压实固定，并在上框体的种植槽内交叉种植菖蒲和芦苇，填料滤层起到吸附过滤作用，在重力作用下，淤泥向下沉降，淤泥中的氮、磷固体颗粒被菖蒲和芦苇的根茎拦截阻挡，截留在上框体的表面，菖蒲和芦苇对这些固体颗粒进行吸收和转化，促进淤泥的脱水和稳定，菖蒲和芦苇的根尖也会滋生大量的有氧微生物，通过光合作用产生的氧气和进入淤泥开裂空隙的空气为这些有氧微生物创造有氧环境，对截留的氮、磷固体颗粒进行降解，降解后生成的有机物质还能够成为菖蒲和芦苇的养料，有氧微生物与植物两者之间互助互利，形成生态循环，能有效完成淤泥中的氮、磷固体颗粒的吸收、转化和迁移过程；未被拦截的淤泥氮、磷固体颗粒继续沉降，进入填料滤层，在填料滤层发生迁移，粗砂层、砾石层和沙土层都有吸附能力，将剩余的氮、磷固体颗粒进行吸附，由填料滤层生长的厌氧微生物进行降解，提高淤泥矿化效率，淤泥中氮、磷固体颗粒经植物的拦截作用、填料滤层的吸附过滤作用以及微生物的降解作用，被转化去除，淤泥得到矿化，转化成具有农用价值的肥料，变废为宝，渗滤液得到净化，被收集在排水管中，统一排出；

（d）进泥管铺设：将污泥泵固定在待抽泥水域与基坑之间的地面上，污泥泵的抽泥管放入待抽泥水域中，在污泥泵的出泥管上加装分流管，形成多路排泥方式，将分流管铺设在每个淤泥处理床单元的一侧，相邻分流管之间的距离为1～1.2m，并对每根分流管进行单独保护固定，通过污泥泵将水域中的淤泥直接排入到基坑中进行处理，将淤泥进行分流排放，避免淤泥流速过大或过小，减小淤泥流动阻力，防止淤泥粘滞在出泥管的内壁上，从而方便淤泥排放，提高排泥效率；

（e）净水装置安装：在待抽泥水域岸边分别设置出水泵和净水过滤装置，出水泵的进水管连接过滤环管的一端，出水泵的出水管放入待抽泥水域中，将排水管的出水管口组装到多通管上，再将多通管连接过滤环管的另一端，将排水管中收集的渗滤液统一排入到净水过滤装置中进行净化过滤处理，得到二次净化，再由出水泵将净化过滤后渗滤液的排入到原水域中，提高了原水域的水体质量；

（f）养护：施工完毕后，用稻草堆覆盖在基坑上，并浇水养护，养护时间为1～2天，养护期间保证覆盖的稻草堆湿润，并禁止闲人踩踏或在上继续施工，保证种植的菖蒲和芦苇正常生长，避免出现烧苗现象。

进一步，步骤（b）中防水膜的铺设方法是先拉平后压齐，每隔20～30cm用水泥钉进行固定，防止防水膜褶皱突起，避免铺设时浪费，节省材料成本，铺设防水膜可以防止淤泥稳定期间渗滤液对基坑的以外区域造成污染。

进一步，步骤（d）中污泥泵的运行周期为7天，形成间歇流进泥方式，淤泥进入淤泥处理床单元表面后完成泥水分离，在间歇期间，淤泥处理床单元表面会留下一层积存泥，这层积存泥会因植物的生长运动而开裂，植物生长所导致的积存泥表面破裂，会减少较大裂缝的数量，而会增加了中小裂缝，积存泥的破裂加快了水的渗透和氧的转移，促进了积存泥生成更为均匀的孔隙，并且有利于淤泥的矿化。

进一步，步骤（e）中净水过滤装置包括机壳和过滤环管，过滤环管穿透机壳，过滤环管连接排水管和出水泵，排水管中的渗滤液在排入原水域之前，先经过净化过滤装置，由过滤环管吸收渗滤液中残留的悬浮颗粒以及杂质，使得渗滤液得到有效净化，提高了渗滤液的质量，过滤环管呈多道弯曲结构，保证过滤长度足够长，渗滤液滞留时间久，提高了过滤效果。

一种用于湖泊淤泥处理系统的施工方法的支撑框架，其特征在于：包括上框体和下框体，上框体设于下框体上，上框体均匀分布有种植槽，种植槽之间设有排水通道，下框体的底面上均匀分布有排水口，支撑框架结构简单，将填料滤层包裹在内，防止基坑周围原土侵入，填料滤层不会受到周围原土的挤压作用，起到保护作用，保证填料滤层结构稳定，排水口连接排水管，便于淤泥的渗滤液收集，在种植槽内种植草本植物，托住草本植物的根茎，防止其东倒西歪，保证良好的长势。

进一步，上框体底面的两侧均设有定位凸起，下框体的两侧均设有限位槽，限位槽限位定位凸起，上框体与下框体连接灵活，组合方便，施工效率高，安装时将上框体的定位凸起插入到下框体的限位槽内，使得相互牵制，不易脱开，安装简单，稳定性高。

进一步，下框体的侧面上均设有透气孔，增强了支撑框架的透气性，从而强化穿过填料滤层的通风作用，使得填料滤层存在各种各样的间隙，提高填料滤层的排水效率。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明施工简单，施工效率高，施工工期短，涉及的施工设备少，施工成本低，可确保施工质量和施工进度，采用间歇流进泥方式，将淤泥进行分流排放进淤泥处理床单元中，淤泥进入淤泥处理床单元表面后完成泥水分离，在间歇期间，淤泥处理床单元表面会留下一层积存泥，这层积存泥会因植物的生长运动而开裂，植物生长所导致的积存泥表面破裂，促进了积存泥生成更为均匀的孔隙，连同自然风的摇动作用，促进了淤泥中水的渗透；泥水分离后的淤泥在重力作用下，向下沉降，淤泥中的氮、磷固体颗粒被支撑框架上的菖蒲和芦苇拦截阻挡，截留在上框体的表面，菖蒲和芦苇对这些固体颗粒进行吸收和转化，促进淤泥的脱水和稳定，菖蒲和芦苇的根尖也会滋生大量的有氧微生物，通过光合作用产生的氧气和进入淤泥开裂空隙的空气为这些有氧微生物创造有氧环境，对截留的氮、磷固体颗粒进行降解，降解后生成的有机物质还能够成为菖蒲和芦苇的养料，有氧微生物与植物两者之间互助互利，形成生态循环，能有效完成淤泥中的氮、磷固体颗粒的吸收、转化和迁移过程；未被拦截的淤泥氮、磷固体颗粒继续沉降，进入填料滤层，在填料滤层发生迁移，粗砂层、砾石层和沙土层都有吸附能力，将剩余的氮、磷固体颗粒进行吸附，由填料滤层生长的厌氧微生物进行降解，提高淤泥矿化效率，淤泥中氮、磷固体颗粒经植物的拦截作用、填料滤层的吸附过滤作用以及微生物的降解作用，被转化去除，淤泥得到矿化，转化成具有农用价值的肥料，渗滤液得到净化，渗滤液在排入原水域之前，先经过净化过滤装置，由过滤环管吸收渗滤液中残留的悬浮颗粒以及杂质，使得渗滤液得到有效净化，提高渗滤液的质量，再由出水泵抽出排入到原水域中，将淤泥脱掉的水分收集净化后，再排回到原水域中，不造成资源浪费，还净化了原水域的水质，减少了原水域的淤泥堆积，疏通水底，防止出现富营养化现象，将淤泥脱水干化，转化成有机肥料，可用于农作物种植和土地复垦，变废为宝，价值高。

支撑框架结构简单，将填料滤层包裹在内，防止基坑周围原土侵入，填料滤层不会受到周围原土的挤压作用，起到保护作用，保证填料滤层结构稳定，排水口连接排水管，便于淤泥的渗滤液收集，在种植槽内种植草本植物，托住草本植物的根茎，防止其东倒西歪，保证良好的长势；上框体与下框体连接灵活，组合方便，施工效率高，安装时将上框体的定位凸起插入到下框体的限位槽内，使得相互牵制，不易脱开，安装简单，稳定性高；种植槽之间设有排水通道，排水通道利于堆积在上框体表面的渗滤液排入到种植槽内，向下渗透，提高排水效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明中一种用于湖泊淤泥处理系统的施工方法的支撑框架的结构示意图；

图2为本发明中上框体的结构示意图；

图3为本发明中下框体的结构示意图；

图4为本发明一种湖泊淤泥处理系统的施工方法的流程示意图。

图中：1-上框体；2-下框体；3-定位凸起；4-限位槽；5-种植槽；6-排水通道；7-排水口；8-透气孔。

具体实施方式

如图1至图4所示，为本发明一种湖泊淤泥处理系统的施工方法，包括如下步骤：

（a）实地考察：根据设计施工图的施工地点，考察周边半径200m范围以内的施工区域，划出基坑开挖的范围，作下灰线标记，筛选出合适的开挖范围，减少土方开挖量，从而减少施工成本，保证基坑的基础强度牢固，避免开挖后出现塌方现象。

（b）开挖基坑：采用挖掘机配合人工挖槽的方式，开挖基坑的深度为1.5～1.8m，控制基坑坑壁的垂直度小于1%，清除基坑底部的杂物及碎块，按2～3m的间距铺设排水管，用原土回填排水管，排水管的进水管口高出覆土面50～100mm，排水管的出水管口高出基坑50～100mm，弹墨线找平，控制覆土面的坡度在1%～2%，设置坡度利于淤泥的渗滤液顺势汇集到排水管中，更加方便有效。然后再铺设防水膜，防水膜的铺设方法是先拉平后压齐，每隔20～30cm用水泥钉进行固定，防止防水膜褶皱突起，避免铺设时浪费，节省材料成本，铺设防水膜可以防止淤泥稳定期间渗滤液对基坑的以外区域造成污染。保证基坑平整度和垂直度，防止基坑出现塌陷、滑坡现象的发生，从而保证施工质量。接着在防水膜上铺设50～100mm厚的原土，作为保护层并压实，起到保护防水膜的作用。

（c）单元施工：基坑的基底施工完成后，将基坑均分为淤泥处理床单元，相邻淤泥处理床单元之间用原土堆砌成隔墙，隔墙的厚度为0.8～1m，在每个淤泥处理床单元内铺设支撑框架，支撑框架包括上框体1和下框体2，上框体1底面的两侧均设有定位凸起3，下框体2的两侧均设有限位槽4，限位槽4限位定位凸起3，上框体1与下框体2连接灵活，组合方便，施工效率高，安装时将上框体1的定位凸起3插入到下框体2的限位槽4内，使得相互牵制，不易脱开，安装简单，稳定性高。上框体1均匀分布有种植槽5，种植槽5之间设有排水通道6，排水通道6利于堆积在上框体1表面的渗滤液排入到种植槽5内，向下渗透，提高排水效率。下框体2的底面上均匀分布有排水口7，排水口7连接排水管，便于淤泥的渗滤液收集。支撑框架结构简单，将填料滤层包裹在内，防止基坑周围原土侵入，填料滤层不会受到周围原土的挤压作用，起到保护作用，保证填料滤层结构稳定，在种植槽5内种植草本植物，托住草本植物的根茎，防止其东倒西歪，保证良好的长势。下框体2的侧面上均设有透气孔8，增强了支撑框架的透气性，从而强化穿过填料滤层的通风作用，使得填料滤层存在各种各样的间隙，提高填料滤层的排水效率。

按照下框体2的排水口7对准排水管进水管口的定位方式进行安装，然后在下框体2内铺设填料滤层，填料滤层由下至上依次为20～25cm的粗砂层、30～35cm厚的砾石层和10～15mm厚的沙土层，接着将上框体1安装在下框体2上，压实固定，并在上框体1的种植槽5内交叉种植菖蒲和芦苇，填料滤层起到吸附过滤作用，在重力作用下，淤泥向下沉降，淤泥中的氮、磷固体颗粒被菖蒲和芦苇的根茎拦截阻挡，截留在上框体1的表面，菖蒲和芦苇对这些固体颗粒进行吸收和转化，促进淤泥的脱水和稳定，菖蒲和芦苇的根尖也会滋生大量的有氧微生物，通过光合作用产生的氧气和进入淤泥开裂空隙的空气为这些有氧微生物创造有氧环境，对截留的氮、磷固体颗粒进行降解，降解后生成的有机物质还能够成为菖蒲和芦苇的养料，有氧微生物与植物两者之间互助互利，形成生态循环，能有效完成淤泥中的氮、磷固体颗粒的吸收、转化和迁移过程；未被拦截的淤泥氮、磷固体颗粒继续沉降，进入填料滤层，在填料滤层发生迁移，粗砂层、砾石层和沙土层都有吸附能力，将剩余的氮、磷固体颗粒进行吸附，由填料滤层生长的厌氧微生物进行降解，提高淤泥矿化效率，淤泥中氮、磷固体颗粒经植物的拦截作用、填料滤层的吸附过滤作用以及微生物的降解作用，被转化去除，淤泥得到矿化，转化成具有农用价值的肥料，变废为宝，渗滤液得到净化，被收集在排水管中，统一排出。

（d）进泥管铺设：将污泥泵固定在待抽泥水域与基坑之间的地面上，污泥泵的抽泥管放入待抽泥水域中，在污泥泵的出泥管上加装分流管，形成多路排泥方式，将分流管铺设在每个淤泥处理床单元的一侧，相邻分流管之间的距离为1～1.2m，并对每根分流管进行单独保护固定，通过污泥泵将水域中的淤泥直接排入到基坑中进行处理，将淤泥进行分流排放，避免淤泥流速过大或过小，减小淤泥流动阻力，防止淤泥粘滞在出泥管的内壁上，从而方便淤泥排放，提高排泥效率。污泥泵的运行周期为7天，形成间歇流进泥方式，淤泥进入淤泥处理床单元表面后完成泥水分离，在间歇期间，淤泥处理床单元表面会留下一层积存泥，这层积存泥会因植物的生长运动而开裂，植物生长所导致的积存泥表面破裂，会减少较大裂缝的数量，而会增加了中小裂缝，积存泥的破裂加快了水的渗透和氧的转移，促进了积存泥生成更为均匀的孔隙，并且有利于淤泥的矿化。

（e）净水装置安装：在待抽泥水域岸边分别设置出水泵和净水过滤装置，净水过滤装置包括机壳和过滤环管，过滤环管穿透机壳，出水泵的进水管连接过滤环管的一端，出水泵的出水管放入待抽泥水域中，将排水管的出水管口组装到多通管上，再将多通管连接过滤环管的另一端，排水管中的渗滤液在排入原水域之前，统一排入到净水过滤装置中进行净化过滤处理，由过滤环管吸收渗滤液中残留的悬浮颗粒以及杂质，使得渗滤液得到有效净化，提高了渗滤液的质量，过滤环管呈多道弯曲结构，保证过滤长度足够长，渗滤液滞留时间久，提高了过滤效果，再由出水泵将净化过滤后渗滤液的排入到原水域中，提高了原水域的水体质量。

（f）养护：施工完毕后，用稻草堆覆盖在基坑上，并浇水养护，养护时间为1～2天，养护期间保证覆盖的稻草堆湿润，并禁止闲人踩踏或在上继续施工，保证种植的菖蒲和芦苇正常生长，避免出现烧苗现象。

本发明施工简单，施工效率高，施工工期短，涉及的施工设备少，施工成本低，可确保施工质量和施工进度，采用间歇流进泥方式，将淤泥进行分流排放进淤泥处理床单元中，淤泥进入淤泥处理床单元表面后完成泥水分离，在间歇期间，淤泥处理床单元表面会留下一层积存泥，这层积存泥会因植物的生长运动而开裂，植物生长所导致的积存泥表面破裂，促进了积存泥生成更为均匀的孔隙，连同自然风的摇动作用，促进了淤泥中水的渗透；泥水分离后的淤泥在重力作用下，向下沉降，淤泥中的氮、磷固体颗粒被支撑框架上的菖蒲和芦苇拦截阻挡，截留在上框体1的表面，菖蒲和芦苇对这些固体颗粒进行吸收和转化，促进淤泥的脱水和稳定，菖蒲和芦苇的根尖也会滋生大量的有氧微生物，通过光合作用产生的氧气和进入淤泥开裂空隙的空气为这些有氧微生物创造有氧环境，对截留的氮、磷固体颗粒进行降解，降解后生成的有机物质还能够成为菖蒲和芦苇的养料，有氧微生物与植物两者之间互助互利，形成生态循环，能有效完成淤泥中的氮、磷固体颗粒的吸收、转化和迁移过程；未被拦截的淤泥氮、磷固体颗粒继续沉降，进入填料滤层，在填料滤层发生迁移，粗砂层、砾石层和沙土层都有吸附能力，将剩余的氮、磷固体颗粒进行吸附，由填料滤层生长的厌氧微生物进行降解，提高淤泥矿化效率，淤泥中氮、磷固体颗粒经植物的拦截作用、填料滤层的吸附过滤作用以及微生物的降解作用，被转化去除，淤泥得到矿化，转化成具有农用价值的肥料，渗滤液得到净化，渗滤液在排入原水域之前，先经过净化过滤装置，由过滤环管吸收渗滤液中残留的悬浮颗粒以及杂质，使得渗滤液得到有效净化，提高渗滤液的质量，再由出水泵抽出排入到原水域中，将淤泥脱掉的水分收集净化后，再排回到原水域中，不造成资源浪费，还净化了原水域的水质，减少了原水域的淤泥堆积，疏通水底，防止出现富营养化现象，将淤泥脱水干化，转化成有机肥料，可用于农作物种植和土地复垦，变废为宝，价值高。

支撑框架结构简单，将填料滤层包裹在内，防止基坑周围原土侵入，填料滤层不会受到周围原土的挤压作用，起到保护作用，保证填料滤层结构稳定，排水口7连接排水管，便于淤泥的渗滤液收集，在种植槽5内种植草本植物，托住草本植物的根茎，防止其东倒西歪，保证良好的长势；上框体1与下框体2连接灵活，组合方便，施工效率高，安装时将上框体1的定位凸起3插入到下框体2的限位槽4内，使得相互牵制，不易脱开，安装简单，稳定性高；种植槽5之间设有排水通道6，排水通道6利于堆积在上框体1表面的渗滤液排入到种植槽5内，向下渗透，提高排水效率。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。