专利名称：污水河道污泥冻融脱水的方法
技术领域：
本发明涉及一种污泥冻融脱水的方法，更确切地说是污水河道污泥冻融脱水处理方法。
背景技术：
污泥处置是困扰全球的一大难题，如何将产量巨大、成分复杂的污泥，经过科学处理后，使其稳定化、无害化，已成为世界环保技术领域研究的热点。由于受到城市污水、工业排污的污染，污水河道底泥中富集了大量的重金属和有机污染物，往往超过安全标准的数十倍，因此，河道底泥的处置必须相当谨慎。污水河道沉积物是一种特殊的污泥，它不同于一般河道的沉积物是由背景土或背景基岩上覆盖的物质组成，也不同于市政排水系统中的污泥是由微生物群及其自身氧化的残留物质、不易降解的有机物和无机物组成。污水河道兼有两者功能，其污泥是由所有这些物质共同组成的。
目前，河道污泥的处置方法主要有堆肥、填埋、干式热处理、工业化回用等等，在众多处理方法中，最终处置的首要问题是如何解决河道污泥脱水。河道污泥脱水具有性能差、不易减容、摩擦角过小不易堆积、渗沥液易带来地下水环境污染隐患等特点。利用北方冬季气温较低的特点，采用冻融技术应用于河道污泥脱水，是一项环境友好的绿色技术。但遗憾的是目前仍停留在实验室阶段，未得到工程应用。冻融方法已被公认是对水处理产生的污泥处理中物理调节方法之一，该方法可以极大的改善污泥的脱水性能，将污泥从絮状结构改变为更紧凑的结构，降低污泥结合水含量。在此技术背景下，现有的污泥脱水方法无法满足大量污水河道污泥急需处置的需要，由此本发明提出了新的污泥处置措施，以期以低的成本，取得满意的河道污泥脱水效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种治理污水河道污泥的冻融脱水技术，以减少处理污泥对环境的二次污染。
本发明是通过下述技术方案实现的一、在排污河上选取欲清污的河段1，修筑拦截坝2-1和拦截坝2-2将河段1断流，两个拦截坝的顶部高出河道内水位0.5～0.7m；二、用水泵3抽掉河道1内的水，用挖掘机挖出河道1中的污泥；三、在河边选取一块中间高周边低、深度为0.4～0.6m的洼地4，在洼地的周边设置导流沟5，同时在洼地4上铺设防渗布6，防止渗沥液渗入地下；四、将河道1中取出的污泥平铺于洼地4，污泥铺设高度0.2-0.4m，采用自然冷冻，在室外气温-6～-8℃条件下，5～7天污泥便可冻结，将上层污泥冻块取至室内解冻，室内解冻温度大于4℃。
冬季一般室外气温可达-6℃以下，表层污泥很快产生冰晶，接近冷冻面处的污泥温度比远离冷冻面处低，在蒸汽压差作用下远离冷冻面污泥溶液中的水分将向冰晶移动，与此同时固体颗粒被排挤出接近冷冻面的空间，向远离冷冻界面的方向移动并与其它固体粒子相遇浓缩继而凝集。
附图1为冻融处理污泥平面示意图。
附图2为洼地剖面图。
附图3为实施例中污泥冻融前SEM扫描电镜照片。
附图4为实施例中污泥冻融后SEM扫描电镜照片。
其中欲清污河段-1；拦截坝-2；水泵-3，洼地-4；导流沟-5；防渗布-6。
具体实施例方式
本实施例在天津市大沽排污河上选取近年来河床没有被扰动过的河段进行。勘测显示河底淤泥深约2m，修筑两道拦截坝2将欲清污河段1断流，坝顶高出河道内水位上0.6m。用水泵5将河道内的明水抽干，用挖掘机挖出河道内的污泥。在河道边选小片洼地4，洼地深0.4m，人工对其进行修整使其洼地中间高周边低，同时在洼地周边设置导流沟5，用于排除渗沥液。由于在洼地4上铺设了防渗布6，所以渗沥液只能从导流沟5排出而不会渗入地下。将取出的污泥平铺于洼地4中，铺设高度为0.3m，存放时间为2003年1月9日～15日，室外气温见表1。7天后将上层冻成块的污泥取至室内解冻，室内温度为5℃。
实验时主要是对冻前和融后污泥的比阻、含水率、颗粒形态进行比较。经自然冻融处理后，河道污泥的比阻值发生改变，冻前比阻值为1.2×109～4.1×109s2/g，融后比阻值为3.8×107～5.2×107s2/g，污泥比阻值的降低，提高了污泥脱水性能性能。将融后污泥上清液滤出后，污泥含水率为55.3％，在不添加絮凝剂的情况下，经压滤机脱水后，含水率到达32％。冻前污泥加絮凝剂压滤处理后，其含水率为71％。比较可见，冻融后污泥的脱水性能显著改善。图3和图4是采用SEM(扫描电镜)对冻融前后的污泥颗粒形态进行拍照的照片，通过对比从照片中可以看见冻融后大量间隙水、毛细结合水和表面粘附水从污泥中游离出来，污泥颗粒增大，比表面积变小。
本发明的有益效果在于(1)利用冻融技术对河道污泥进行自然冷冻，大大节省污泥处置所需能源，减少了污泥处置对环境的二次污染；(2)冻融处理使河道污泥的比表面积变小，污泥粒径变大，可以降低污泥比阻值，因而极大地提高了污泥的脱水性能，减少了体积。
表1 自然冷冻室外温度(2003年1月)
权利要求
1.污水河道污泥冻融脱水的方法，其特征在于由以下步骤完成一、在排污河上选取欲清污的河段(1)，修筑拦截坝(2-1)和拦截坝(2-2)将河段(1)断流，两个拦截坝的顶部高出河道内水位0.5～0.7m；二、用水泵(3)抽掉河道(1)内的水，用挖掘机挖出河道(1)中的污泥；三、设有一中间高周边低、深度为0.4～0.6m的洼地(4)，在洼地的周边设置导流沟(5)，在洼地(4)上铺设防渗布(6)；四、将河道(1)中取出的污泥平铺于洼地(4)，污泥铺设高度0.2-0.4m，采用自然冷冻，将上层污泥冻块取至室内解冻，室内解冻温度大于4℃。
全文摘要
一种污水河道污泥冻融脱水的方法，由以下步骤完成(1)选取欲清污的河段，修筑拦截坝将河段断流，两个拦截坝的顶部高出河道内水位0.5～0.7m；(2)抽掉河道内的水并挖出河道中的污泥；(3)设有一中间高周边低、深度为0.4～0.6m的洼地，在洼地的周边设置导流沟，在洼地上铺设防渗布；(4)取出的污泥平铺于洼地，污泥铺设高度0.2－0.4m，采用自然冷冻。然后将上层污泥冻块取至室内解冻，室内解冻温度大于4℃。本发明的特点是利用冻融技术对河道污泥进行自然冷冻，节省了能源，并减少污泥处置对环境的二次污染；冻融处理使河道污泥的比表面积变小，污泥粒径变大，降低污泥比阻值，极大提高了污泥的脱水性能。
文档编号C02F11/12GK1807290SQ20061001300
公开日2006年7月26日 申请日期2006年1月4日 优先权日2006年1月4日
发明者黎荣, 赵新华, 孙井梅, 张海丰 申请人:天津大学