本发明涉及水体清淤领域，具体涉及一种中小水体底泥日常维护性清淤方法。
背景技术：
底泥清淤是目前主要水体内源控制方法，目前主要有如下几种方法：1．干水作业：干土挖掘，水力冲填（一般是小微水体使用）；2.带水作业：抓斗式、普通绞吸式、斗轮式、链斗式；3.轻污染的带水作业技术——环保绞吸式、泵吸式清淤。上述这些清淤方法共同的特点是：河道清淤时淤泥是以近似流塑性状态存在的，在外力搅动的时候会出现流动、泥浆飘散等现象，造成清淤现场周围和下游严重污染，这对于大型湖泊、港口海湾、大型水库、大江大河等影响不大，但目前带水作业技术中，清淤量只能达到30%-70%，其余基本以泥浆方式流失，而中小微型水体如鱼塘、景观湖、城市河道等水量较小，一旦带水清淤往往带来严重的生态破坏。小微水体分段实施干水清淤不容易带来严重生态破坏，但对于中小水体而言，需要清淤时往往已经处于重污染状态，排干大量的重污染水社会反应比较恶劣；另外，中小水体往往地形复杂，污染较小的环保绞吸式清淤为大型设备，通常难以进入，泵吸式清淤采取隔离罩内高压水枪+污泥泵组合的方法运行，虽然方便实施但泥浆量相当大，需要岸上复杂的离心压榨设备，设备昂贵且不便于在复杂的城市河涌等使用。
据此分析，目前较难低环境影响地实施清淤的是中小型水体，这一特点为行业内公认。一种简单的思路是在清淤时同时泵入聚丙烯酰胺，使泥浆颗粒絮凝一起，不容易随着清淤扰动而飘散出去。该方法在环保绞吸式、泵吸清淤中已经有较大量的使用，也就是说，在大型水体作业中已经被行业采纳，但在中小水体清淤中，由于絮凝底泥依然呈现流塑状态，因此无法应用在最常用的挖掘式设备上。除此之外，底泥中大量吸附性的有色溶解性物质如腐殖酸、可溶性磷氮等不能被聚丙烯酰胺捕捉，依然大量释放而污染环境。
另一种思路是对待清淤的污泥进行预先改性，成为泥/间隙水不易扰动扩散的污泥直接收集。比较有代表性的方法是：1.中国专利zl201410848481.1，一种通过时空尺度控制进行投药辅助来实现低污染扩散的生态清淤方法，陈楷翰、李小文等。该发明方法是使用特殊设备分别将铝铁絮凝剂、弱碱性矿物分次进入浮泥中，使用微生物被抑制、间隙水中磷和有机物被固定、形成无机絮凝体，从而使底泥被明显压缩和絮凝化，难以释放出泥浆来实现淤泥改性的。抽吸挖掘时辅助以聚丙烯酰胺等高分子絮凝剂。这种方式形成的改性底泥物理性质类似自来水厂污泥，由于浮泥的絮体化适合使用简易的污泥泵等抽吸，使清淤难度明显减小，但絮体碎小，抽吸之后对后续的絮凝泥料压缩设备要求较高。如果使用简单的挖掘抓斗设备清淤，则依然会出现底泥收集率低的现象。2.将现有淤泥固化剂——水泥、石灰、石膏、粉煤灰复合物投入到底泥区，使底泥凝固，再进行清淤。这种技术可以将浮泥转为实泥，可以挖掘，存在的问题是水体碱化严重，对水生态严重不利。
第三种思路是汲取1.2两条思路的优点，先将底泥转化为不易扩散的实泥，同时要求该实泥必须呈现明显的团块状、凝胶状。如果可以实现这样的思路，就可以很方便地用常规的筛网扫动和收集，聚集成较大数量的一堆，便于随后简易铲离水体，这样才可以完成日常维护性清淤的要求。
考虑到淤泥由于环保限制目前不建议外运，还需要满足上述淤泥能较为快速干燥，成为疏松肥沃的绿化土。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种中小水体底泥日常维护性清淤方法。本发明采取上述第三种思路进行设计与中试实验。进而考虑污泥上岸之后可以很方便地压榨、搬运、转化为绿化用土（传统淤泥压榨到低含水率难度较大，也容易出现厌氧发臭现象，原因在于毛细孔小，水/气传质阻力很大），以及缺少设备时简易处置，因此提出纤维增韧絮凝造粒工艺。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种中小水体底泥日常维护性清淤方法，其包括以下步骤：
1）底泥区预先均匀投放铝盐颗粒和碱性矿物粉末，然后用耙子耙动底泥进行底泥预絮凝处理；
2）将刚性纤维粘结成疏松团块状弹性骨料，入水使用前预先喷洒弹性骨料重量0.1-1%的阳离子絮凝剂（阳离子性高分子聚合物）；
3）在底泥预絮凝处理5-120分钟内，将上述喷洒过阳离子絮凝剂的弹性骨料投入水中使之自由下沉，弹性骨料用量为使得弹性骨料覆盖水底50-100%；
4）使用弹性刷耙来回拖耙弹性骨料使之在底泥面滚动，在弹性骨料表面的阳离子絮凝剂作用下大量浮泥被团聚在弹性骨料上，并因为机械运动逐渐在水下脱水压实，成为密度远高于浮泥的淤泥团球；
5）耙动淤泥团球，当淤泥团球压缩到明显不易变形时，继续拖耙将其移离上岸；
6）上岸后的淤泥团球直接搬运或者堆放晾晒脱水。由于弹性骨料干湿会有体积变化，且该淤泥团球堆积时本身有较多空隙，因此干燥时和干燥后淤泥透气性和植物成长能力较好，不易腐烂发臭，适合作为就近绿化用土。
步骤1）中，所述碱性矿物粉末为白云石、粉煤灰、氧化镁、过氧化钙或过氧化镁。
步骤1）中，所述铝盐颗粒的投放量为底泥区浮泥重量的0.1%-0.5%，所述碱性矿物粉末的投放量为铝盐颗粒重量的1倍以上。
步骤2）中，所述刚性纤维为蔗渣或棕榈果壳纤维。
步骤2）中，所述阳离子絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵、甲壳素或阳离子改性淀粉浆。
步骤2）中，所述弹性骨料为近球状，球径为0.2-5厘米。
步骤2）中，所述弹性骨料的密度控制在1.2-1.8克/立方厘米。弹性骨料的密度控制方法为将刚性纤维粘结成弹性骨料后粘上粗砂或钢渣等重物使其密度达到1.2-1.8克/立方厘米。
本发明采用以上技术方案，采用纤维增韧絮凝造粒，其目的是形成内部有骨架性质、外部包裹絮凝底泥的丸子形淤泥团球，这种结构可以满足用简单机械扫集、搬运的目的。
本发明的的有益效果在于：
1、实现了可以随时类似环卫工作一样便捷地地进行浮泥的清淤，不需要复杂的施工设备和工艺，便于河道工常规性地治理河道（浮泥底下的实泥一般污染不严重）。
2、边际成本比较：当需要应急清淤的时候，需要投入大约1/4重量的造粒材料，以甘蔗渣改性后500元/吨价格计算，物料上大约需要增加120元/吨成本。投入设备为维护工的传统河道作业小船和拖网，人员/设备大约120元/吨成本，简易操作日土方量参照常规土工2.5吨/人/天计算，按照浮泥含水从95%降到80%压缩4倍体积计，清淤量10吨/人/天。技术准入难度低。而当使用传统清淤/加药/压榨设备时，钩机、压榨设备与人员日租金行情3000元。显然，当清淤量为几十吨/次时，即小微水体清淤及中型水体维护性清淤时，本发明具有压倒性的价格优势和施工优势。
3、本发明的清淤方法在实施过程中基本不会发生淤泥扩散现象，对水体生态不会造成明显危害。
4、由于污泥密实、透气性好，淤泥团球可以很方便地利用岸边污泥干燥场所简易快速干燥并用于绿化、园林。
具体实施方式
本发明采用纤维增韧絮凝造粒工艺，提出一种中小水体底泥日常维护性清淤方法，通过以下步骤实现：
1.使用蔗渣、棕榈果壳纤维等廉价刚性纤维粘结成类似蔗渣状的疏松团块状弹性骨料，入水使用前预先喷洒阳离子聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵、甲壳素、阳离子改性淀粉浆等阳离子性高分子聚合物（阳离子絮凝剂）。最好是进行预干燥保存，待到要使用之前再用水喷湿。尺寸要求：疏松团块状弹性骨料要求近球状最佳，直径大约0.2-5厘米。高分子聚合物用量约为弹性骨料的重量的0.1-1%。
所述疏松团块状弹性骨料需进行密度调节（经验性控制在入水后较快沉淀到底泥区又不整体陷进浮泥内，真实密度一般在1.2-1.8克/立方厘米之间）可以通过粘附上钢渣等常规重物来达到，以便满足施工操作要求。必要时可使用不可降解的疏松火山石、高炉水渣等疏松刚性材料替代可降解弹性骨料作为次一等的骨架材料使用，但成本高，且因其不可压缩导致收集的污泥中骨料比例大，但优势在于这些材料尤其是高炉水渣廉价易得，存放遗失在水底时本身也可以兼微生物填料，需要使用时候再喷洒高分子聚合物亦可，在本发明内作为劣化技术使用。
2.将上述喷洒过阳离子絮凝剂的弹性骨料投入水中使之自由下沉，用量要求尽量铺满水底，即盖度要求50-100%。
3.使用弹性刷耙等工具来回拖耙弹性骨料使之在底泥面滚动/滑动，在弹性骨料表面的阳离子絮凝剂作用下大量浮泥被团聚在弹性骨料上，并因为机械运动逐渐在水下脱水压实，成为密度远高于浮泥的淤泥团球，滚动造粒时间越长，含水率越低，5-30分钟内通常含水率从浮泥的95%左右下降到55-80%之间，强度类似实泥，后续泥料可施工性能远远优于各种传统方法。
4．在上述步骤之前，在底泥区预先均匀投放固体铝盐颗粒对底泥进行预处理，预处理方法是投放后用耙子耙动底泥，这不仅可降低底泥间隙水中污染成分的释放、预絮凝底泥以加快后续造粒速度，另外水解产物氢氧化铝也可和大部分品种高分子阳离子絮凝剂反应缓慢成为不溶性凝胶，进一步加强淤泥粒子的密实度、抗水能力和强度，且铝-阳离子絮凝剂（比如铝-聚丙烯酰胺）反应物本身是一种保水剂。铝盐颗粒投放量通常为浮泥重量的0.1%-0.5%。通常投放铝盐预混合底泥后5-120分钟内再行本发明所述的清淤预处理最优，此时铝离子絮凝的浮泥有很强的压实能力，超出此施工时间段由于氢氧化铝的老化，性能有所下降但还能看到明显效果，可实施时间一般在5分钟-168小时内。铝盐颗粒投放后最好补充白云石、粉煤灰、氧化镁、过氧化钙、过氧化镁等鱼塘传统改底碱性矿物粉末以避免水体酸化，投放量不需要准确，通常是铝盐重量的1倍以上，同样是均匀撒播，时间要求在预处理阶段即可，最好是耙动底泥的时候投放，以免铝盐溶解酸化底泥时候部分污染气泡和重金属释放。
5.耙动淤泥团球，当淤泥粒子压缩到明显不易变形时，可继续拖耙聚集到水体较为方便的地方短时间堆放或者直接勾离移离水面，不需要使用特殊设备就可以完成日常维护性清淤。
6.上岸淤泥团球由于较为密实，且有纤维团增韧难以破碎，通常可以直接搬运或者堆放晾晒脱水。由于弹性骨料干湿会有体积变化，且该淤泥团球堆积时本身有较多空隙，因此干燥时和干燥后淤泥透气性和植物成长能力较好，不易腐烂发臭，适合作为就近绿化用土。
实施例1
泉州某乡村沟渠，宽约3米，水下积累浮泥量大，夏季泥皮上浮。
使用蔗渣浸渍阳离子聚丙烯酰胺、在团球机内粘上粗砂滚成团球后干燥，形成真实密度约1.5克/立方厘米的近圆形疏松团块状弹性骨料，高分子聚合物（阳离子聚丙烯酰胺）用量约为疏松团块状弹性骨料的重量的0.1-1%。
对沟渠预先投放约浮泥重量千分之一的硫酸铝、千分之二的白云石粉沉底，耙动进行底泥絮凝预处理。
12小时后投放疏松团块状弹性骨料铺满底泥，使用钢丝耙使弹性骨料滚动，15分钟后形成较为致密的近球状态淤泥团球，有颗粒互相叠合粘结现象但不太明显，且颗粒不易破坏，施工过程中水体较为清澈。此时可用拖网、钉耙等轻松移到水边，用铲车移走。该淤泥团球干燥速度无明显优势但不易发臭，干燥时颗粒之间粘结处容易开裂，但颗粒本身有较多细小裂纹但不破碎，优点是堆场耐雨水冲洗。在其上绿化时相比没有骨料的淤泥容易，这是由于铝和聚丙烯酰胺的交联产物是有一定强度的高吸水性树脂，提供了较高颗粒强度和颗粒耐径流冲刷能力的时候也降低了干燥速度。
淤泥团球堆放在岸边干燥，成为绿化土就近使用。
实施例2
泉州某养虾土塘，约1亩，养虾后期应急修复底泥
大试使用疏松的棕榈果壳渣浸渍生物絮凝剂甲壳素，池边人工粘上钢渣颗粒调节重量，干燥，形成真实密度约1.6克/立方厘米的近圆形疏松团状弹性骨料，甲壳素用量约为弹性骨料的重量的0.1-1%。
投放0.05%底泥重量的明矾颗粒沉底，紧接着投放传统底改药剂过氧化镁、过氧化钙以灭有害菌，钢丝刷轻微耙动絮凝底泥并氧化抑制开始发酵的底泥。
投放弹性骨料铺满底泥，使用钢丝耙使弹性骨料滚动，30分钟后形成较为致密的近球状态淤泥团球，有颗粒互相叠合粘结现象但不易破坏。可用拖网、钉耙等轻松移到水边去除，可多次重复操作。经过该方法移除底泥虾粪便残食后，明显减少虾病。实验发现实施过程浑浊现象不明显，没有出现虾类明显的应激反应，但不使用甲壳素或海藻酸钠，而是使用如阳离子聚丙烯酰胺、聚铝为絮凝剂则虾类有少数死亡现象，阳离子聚丙烯酰胺可以理解为粘性溶液对虾有一定毒害，施工时选择上风口增氧可使虾迁移便于操作。
淤泥团球在水边自行干燥，成为桑树肥土基。