专利名称：能够加快疏浚底泥脱水干化过程的堆场构建方法
技术领域：
本发明涉及一种疏浚底泥堆场的构建方法，具体涉及一种能够加快疏浚底泥脱水
干化过程的堆场构建方法，提高堆场底泥的承载力，提高堆场的利用率。本发明属于环境工 程疏浚底泥处理处置技术领域。
背景技术：
随着经济的发展和工业化进程的加快，大量未经适当处理的生活污水和工业废水 直接排入河道或者湖泊，造成我国城市河流和湖泊污染状况十分严重。对受污染河湖的治 理，主要是通过截断外部污染源和进行污染底泥疏浚的手段实现的。污染底泥疏浚是河湖 污染治理工程中的重要环节，能够防止底泥中的污染物质释放到水体中，从而减轻对河湖 水体的污染程度，使重污染水体实现向轻污染的转变，最终依靠河湖水体自身的净化作用， 使水质达到正常水平。 目前，随着人们对环境质量要求的不断提高，污染河湖治理工程项目不断增加，疏 浚底泥的妥善处理处置也显得日趋重要。河湖疏浚底泥的含水率较高(80% -90% )、体积 庞大，进行疏浚时需要在陆地上构建底泥堆场，用于临时存储疏浚底泥，因而会占用大量的 土地资源；另一方面，疏浚底泥中含有大量有机物、病原微生物和有毒重金属元素等，若在 外界环境中随意堆弃，易发生腐败、散发臭气、释放病原菌、影响环境美观和卫生，甚至影响 人们的身体健康。因此，需要对疏浚底泥进行适当的脱水脱臭等处理处置，而对疏浚底泥进 行处理处置，也是在底泥堆场中进行的，堆场是疏浚底泥脱水干化进行的场所。因此，对于 底泥疏浚工程而言，堆场的科学构建具有重要的意义和作用。 目前的堆场构建研究多是集中于堆场的防渗、围堰的构造、防滑移等安全性方面 的工作(唐保荣，李涛.2006，湖泊疏浚污染底泥性质及堆场工程地质评价.山西建筑， 32(3) :108-109)，陈雄峰等研究了通过开沟排水方式来加速堆场底泥的干化速率(陈 雄峰，荆一凤等.2006，开沟主动排水对环保疏浚堆场底泥干化的影响.环境科学研究， 19(5) :49-53)。但是由于受到底泥堆场中排水水头的限制，到了底泥干化的后期，堆场底泥 中的水分就难以排出，底泥也难以达到设定的承载力，底泥的干化期也就越长。在这种情况 下，开发加快疏浚底泥脱水干化过程的堆场构建方法，对于縮短底泥临时堆场的占用时间， 及时恢复堆场用地，具有重要的应用和实践价值。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种能够加快疏浚底泥脱水干化过
程的堆场构建方法，縮短疏浚底泥临时堆场用地的占用时间，提高堆场的利用率。 为实现上述目的，本发明在底泥堆场一侧设置排水口 ，排水口上侧与堆场顶部平
齐，在堆场底部间隔开设若干平行排水沟，排水沟中敷设排水管并以一定的坡度坡向排水
口，排水管的外围放置渗水砾石，以避免底泥与排水管直接接触而造成排水管堵塞；排水管
中间位置处设置竖向导管连通堆场顶面的汇总管道，并通过外部真空系统使排水管处于负
3压状态。疏浚底泥进入堆场后，污泥沉积在底部，澄清水则从排水口溢出。此后的底泥脱水 干化过程中，分离出来的游离水分通过沉淀污泥层流入底部排水沟，再流经砾石，进入排水 管，经排水管收集后排出堆场。外部真空系统将排水管抽吸至负压状态，从而增加堆场底泥 的排水水头，加速底泥中水分的脱除。
本发明的方法具体包括 1 、在底泥堆场的一侧设置宽度为0. 8 1. 2m的排水口 ，所述排水口下侧距离堆场 底部1 1. 2m，上侧与堆场顶部平齐。 2、在堆场底部间隔开设若干平行排水沟，排水沟中敷设排水管，排水管以0. 5%的 坡度坡向排水口。 3、在排水沟中排水管的外围放置渗水砾石，以避免底泥与排水管直接接触而造成 排水管的堵塞。 4、在每根排水管的中间位置处设置竖向导管，所有竖向导管通过堆场顶面的汇总 管道合并起来与外部真空系统相连接，并通过外部真空系统使排水管处于负压状态。
本发明中，底泥堆场中排水沟的平行间距为10-15m，排水沟的宽度与深度均为 400mm。 本发明中，排水沟中敷设的排水管直径为200mm，排水管采用直径为6mm的钢筋制 成骨架，骨架外面包裹无纺布。 本发明中，排水沟中排水管的外侧敷设直径为10-20mm的渗水砾石，用作渗水保 护层。 本发明中，在排水沟的中间位置，设置一竖向封闭导管，导管材质为PVC，直径为
50mm。此封闭导管可以与外部真空抽吸系统连接以保持排水管的负压状态。 疏浚底泥进入底泥堆场中，进行泥水分离，沉淀的底泥沉积在堆场底部，而澄清水
则从上部排水口溢出。随着进入堆场中底泥数量的增加，沉淀底泥的厚度逐渐增加，直至达
到设计高程，此时，疏浚工作结束。此后，堆场内部底泥进入了脱水干化过程，底泥中分离出
来的游离水分通过沉淀污泥层，在重力作用下流入底部排水沟，再流经砾石，进入排水管，
经排水管收集后排出堆场。 在此过程中，所有竖向导管通过堆场顶部的汇总管道汇合起来，连接到外部真空 系统，通过外部真空系统(真空泵)的作用，将堆场底部的排水管抽吸至负压状态，从而提 高堆场底泥内部水分的排放水头，加速底泥中水分的脱除。
本发明具有如下优点 1.整个排水体系由上部的排水口系统和下部的排水沟系统组成，在疏浚底泥进入 堆场的初期，沉淀的底泥在堆场底部沉积，大批量的澄清水则可以快速地通过上部的排水 口溢出，为后续进入的疏浚底泥保留足够的泥水分离时间；而底部的排水系统则可以在疏 浚工程进行的后期及完成后的一段时间内，加速堆场内部底泥中游离水分的脱除，提高堆 场底泥的脱水干化速度。 2.通过将真空抽吸系统引入堆场下部排水系统，可以提高排水管道中的真空度， 增加排水水头，提高排水速率，縮短底泥干化周期。 3.排水体系加工简易，安装方便，非常适用于我国河湖疏浚底泥堆场的构建。
本发明能够加快堆场中底泥的干化过程，縮短堆场的占用周期，便于临时堆场用
4地的快速恢复。
图1为发明构建的堆场结构平面图。 图1中，1为底泥堆场，2为排水口，3为排水沟，4为排水管，6为竖向导管，7为汇
总管道。 图2为发明构建的堆场结构剖面图。 图2中，1为底泥堆场，2为排水口 ， 3为排水沟，4为排水管，5为渗水砾石，6为竖 向导管，7为汇总管道。
具体实施例方式
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步描述。以下实施例不构成对 本发明的限定。 本发明构建的堆场结构如图1和图2所示，包括，堆场排水体系的上部排水口 2，下 部排水沟3，排水沟中放置的排水管4，排水沟中敷设的渗水砾石5，竖向导管6，竖向导管的 汇总管道7，竖向导管的汇总管道7连接到外部真空系统。 如图1、图2所示，本发明在底泥堆场中构建了排水体系，排水体系由上部的排水 口 2与下部的排水沟3组成。 首先在底泥堆场1的一侧设置排水口 2，排水口 2的下侧距离堆场底部1 1. 2m， 排水口 2的上侧与堆场顶部平齐。排水口 2的宽度为0. 8 1. 2m。 在底泥堆场1的底部间隔开设若干平行排水沟3，排水沟3中敷设排水管4，排水 管4以一定的坡度(一般为0.5%)坡向排水口。 在排水沟3中，排水管4的外围放置渗水砾石5，以避免底泥与排水管4直接接触 而造成排水管的堵塞。 在每根排水管4的中间位置处设置竖向导管6，竖向导管6的下端与排水管4相连 通，上端延伸至堆场的顶面以上。所有竖向导管6通过堆场顶面的汇总管道7合并起来与 外部真空系统相连接。 疏浚底泥进入底泥堆场1中，进行泥水分离，沉淀的底泥沉积在堆场1的底部，而 澄清水则从上部排水口 2溢出，随着进入堆场1中底泥数量的增加，沉淀底泥的厚度逐渐增 加，直至达到设计高程，此时，疏浚工作结束。此后，堆场l内部底泥进入了脱水干化过程， 底泥中分离出来的游离水分通过污泥层，在重力作用下流入底部排水沟3，再流经砾石5， 进入排水管4，经排水管4收集后排出堆场1。在此过程中，将竖向导管的汇总管道7连接 到外部真空系统，通过外部真空系统(真空泵)的作用，将竖向导管6抽吸至负压，也会使 排水管4处于负压状态，从而提高堆场底泥中残余水分的排水水头，增加了排水动力，能够 加速底泥中水分的脱除，加快底泥的脱水干化过程。
以下为本发明的一个具体应用实例。 对上海市闵行区某黑臭河道开展底泥疏浚工作。在河道旁构建一疏浚底泥堆场， 用于受纳疏浚底泥。底泥脱水干化方法采用两段式混合、反应脱臭脱水方法(发明专利，申 请号200810201257. 8)。堆场平面尺寸为20X20m，深度为3m。堆场底部设置两条排水沟，间距为10m，排水沟宽度为0. 4m，深度为0. 4m。其中放置的排水管直径为200mm，排水管敷 设坡度为0.5%。排水管和排水沟之间敷设了 10-20mm粒径的天然砾石渗水层。在两条排 水管的中间位置处分别各连接一条直径为50mm的竖向导管，延伸至堆场顶部，然后两条竖 向导管通过一条直径为70mm的汇总管道连接起来，与一真空泵相连接。
在河道底泥疏浚工作完成后，开始启动真空系统，保持堆场底部排水管道处于负 压状态，每天运行8小时，2个月后，堆场顶层地面整体下沉15mm左右，此时地基承载力经检 测可以达到30kPa，满足泥土外运要求。
权利要求
一种能够加快疏浚底泥脱水干化过程的堆场构建方法，其特征在于包括1)在底泥堆场的一侧设置宽度为0.8～1.2m的排水口(2)，所述排水口(2)下侧距离堆场底部1～1.2m，上侧与堆场顶部平齐；2)在堆场底部间隔开设若干平行排水沟(3)，排水沟(3)中敷设排水管(4)，排水管(4)以0.5％的坡度坡向排水口；3)在排水沟(3)中排水管(4)的外围放置渗水砾石(5)，以避免底泥与排水管(4)直接接触而造成排水管的堵塞；4)在每根排水管(4)的中间位置处设置竖向导管(6)，所有竖向导管(6)通过堆场顶面的汇总管道(7)合并起来与外部真空系统相连接，并通过外部真空系统使排水管(4)处于负压状态。
2. 根据权利要求1的能够加快疏浚底泥脱水干化过程的堆场构建方法，其特征在于所 述排水沟(3)的平行间距为10-15m，排水沟(3)的宽度与深度均为400mm。
3. 根据权利要求1的能够加快疏浚底泥脱水干化过程的堆场构建方法，其特征在于所 述排水管(4)的直径为200mm，排水管(4)由直径为6mm的钢筋做的骨架及外包无纺布构 成。
4. 根据权利要求l的能够加快疏浚底泥脱水干化过程的堆场构建方法，其特征在于所 述渗水砾石(5)的直径为10-20mm。
5. 根据权利要求l的能够加快疏浚底泥脱水干化过程的堆场构建方法，其特征在于所 述竖向导管(6)的材质为PVC，直径为50mm。
全文摘要
本发明涉及一种能够加快疏浚底泥脱水干化过程的堆场构建方法，底泥堆场一侧设置排水口，排水口上侧与堆场顶部平齐，堆场底部间隔设置平行排水沟，沟中敷设排水管并以一定的坡度坡向排水口，排水管的外围放置渗水砾石以避免排水管堵塞；排水管中间设置竖向导管经堆场顶面的汇总管道连通外部真空系统。疏浚底泥进入堆场后，污泥沉积在底部，澄清水则从排水口溢出。此后的底泥脱水干化过程中，分离出来的游离水分通过沉淀污泥层流入底部排水沟，再流经砾石，进入排水管，经排水管收集后排出堆场。外部真空系统将排水管抽吸至负压状态，从而增加堆场底泥的排水水头，加速底泥中水分的脱除。本发明能够加快堆场中底泥的干化过程，缩短堆场的占用周期。
文档编号E02D3/10GK101705680SQ20091019830
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月5日 优先权日2009年11月5日
发明者何圣兵, 孔海南, 张小璐, 陈雪初 申请人:上海交通大学