专利名称：一种不使用堆场的高浓度清淤及淤泥高度脱水利用的施工方法
技术领域：
本发明涉及一种湖泊环保清淤及淤泥脱水利用的施工方法，属于资源环境领域。
背景技术：
为了改善湖泊的水质问题、抑制湖泊底泥中内源N、P的释放和清除底泥中的微囊藻孢子，我国的许多富营养化湖泊如太湖、西湖、巢湖、滇池、东山湖、麓湖都在开展大规模的清淤工程。目前，国内湖泊清淤淤泥的常规处理方法主要为堆场存放，并在存放后进行原位处理作为土地利用，或者经过各种改良以后作为材料进行利用。由于目前我国湖泊清淤大多采用的是绞吸式淤泥吹填设备，由于此类设备及其输送工艺的限制，吹填淤泥的浓度偏低，处于15%-20%之间，这就造成了底泥在清除时变成了泥浆，体积可以增加到原来的4 5倍。因此，后续堆放淤泥的堆场规模很大，占地面积非常可观。大部分清淤工程由于堆场场地的问题而受到严重的制约。为了解决淤泥占用堆场的问题，必须从两个方面进行技术改进。(1)尽可能减少底泥变成泥浆时的增容率，在接近于底泥的体积的情况下进行清淤，这样可以大大减少后续处理的泥量。( 经过中间处理使泥浆含水率降低到可以直接作为填土使用的状态。如果这两个方面能够实现，清淤淤泥可以直接变成填土用的土材料。由于我国大部分城市建设都需要大量的填方材料，清淤淤泥可以通过转化为填方材料而找到最终的出路。专利文献“清淤输泥的新方法新设备”和公开号为CNM35432实用新型专利“环保型清淤输泥设备”涉及到疏浚淤泥的气力推送，但是其进料方式为负压吸入，输送方式为泥柱中间垫气柱的方式进行输送，而本发明进料方式为螺旋挤入，输送方式为高压气体将进料淤泥打散为气、固混合相淤泥，然后进行气力输送，其进料和输送方式有着很大的差异。
发明内容
本发明的目的是为了解决清淤浓度低、堆场占地面积大，吹填淤泥含水率高无法直接利用的问题。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。一种不使用堆场的高浓度清淤及淤泥高度脱水利用的施工方法，包括以下步骤
(1)利用高浓度清淤刀具对湖泊的底泥进行清淤；所述的高浓度清淤刀具可以为履带式、真空抽吸式、旋斗式，清淤浓度达到60%以上，底泥的增容率控制在1. 3-1. 4范围；
(2)在清淤船上将淤泥过振动筛，过滤掉淤泥中的大颗粒杂质；振动筛的筛网网孔为 5-20mm ；
(3)筛后淤泥经气密性螺旋输送设备传送到淤泥输送管道内；
(4)基于宾汉姆流体的力学性质将空压机产生的高压气体与淤泥混合，混合后产生的气、固混合相淤泥经淤泥输送管道以气压方式输送到岸边，空压机的出风压力在 0. 8-1. 5MPa,出风量大于 20m3/min ；(5)将输送到岸边的淤泥通过柱塞泵直接输入板框压滤机内进行高度脱水，得到泥饼和尾水；脱水泥饼的含水率处于30%-35%之间；
(6)尾水经过尾水处理系统处理后达标排放；所述的尾水过滤系统包括沉淀池、快速滤池和人工湿地，或其中的任意组合。本发明的其主要特点是(1)通过高浓度(>60%)清淤将底泥的增容率控制在 1. 3 1. 4范围；(2)基于宾汉姆流体通过气力方式实现淤泥的高浓度(6(Γ70%)状态下的输送C3)能够适用于直接处理高浓度(6(Γ70%)泥浆的板框压滤机脱水到含水率为 3(Γ35%。通过这三个工序组合处理以后得到的脱水淤泥可以直接作为填土使用；得到的尾水经过过滤、湿地系统处理后达标排放。通过这种组合实现了清淤泥浆单位时间发生量和板框脱水单位时间处理量之间的数量匹配，可以避免清淤工程中堆场的使用。
图1为本发明的工艺流程图。图1中1、高浓度清淤刀具；2、振动筛；3、筛后淤泥；4、气密性螺旋输送设备；5、 6、高压气体；7、淤泥输送管道；8、气、固混合相淤泥；9、空压机；10、柱塞泵；11、板框压滤机；12、泥饼；13、尾水过滤系统；14、沉淀池；15、尾水；16、快滤池；17、人工湿地。
具体实施例方式
实施例以下再按上述附图结合具体实施例对本发明作进一步说明
图1为本发明的工艺流程图，参照图1所示，一种不使用堆场的高浓度清淤及淤泥高度脱水利用的施工方法，包括下列步骤
(1)利用清淤船上的高浓度清淤刀具1对江苏一湖泊的底泥进行清淤。清淤泥浆的含水率处于60-70%间。(2)在清淤船上通过传送装置将清淤泥浆送入网眼约IOmm振动筛2，过滤掉淤泥中的大颗粒杂质。(3)筛后淤泥3通过气密性螺旋输送设备4输入到淤泥输送管道内，经空压机9 (最大工作压力1. 3MPa，最大出风量21m7min)产生的高压气体5与淤泥混合，混合后产生的气、固混合相淤泥8经管淤泥输送管道7输送到岸边。根据淤泥传输距离的长度调整空压机的压力，当管道传输距离超过空压机9工作范围时，在管道传输过程中注入高压气体6 进行增压，以达到淤泥高浓度、长距离输送的要求。(4)将输送到岸边的淤泥通过柱塞泵10直接输送到板框压滤机11内进行高浓度脱水，得到含水率为30%-35%左右的泥饼12和尾水15。得到的泥饼12通过卡车直接外运作为市政工程填土。(5)尾水15经过尾水过滤系统13的处理达到清洁排放的效果，具体过程是在沉淀池14中经过一段时间的沉淀去除一部分SS与吸附的污染物，上清液进入快滤池16过滤去除大部分的SS，出水被排放到人工湿地17中，进一步去除尾水中的COD和N、P，调整沉淀池14、快滤池16和人工湿地17的运行参数，可以满足不同要求的尾水排放标准。
权利要求
1.一种不使用堆场的高浓度清淤及淤泥高度脱水利用的施工方法，包括以下步骤(1)利用高浓度清淤刀具对湖泊的底泥进行清淤；(2)在清淤船上将淤泥过振动筛，过滤掉淤泥中的大颗粒杂质；(3)筛后淤泥经气密性螺旋输送设备传送到淤泥输送管道内；(4)将空压机产生的高压气体与淤泥混合，混合后产生的气、固混合相淤泥经淤泥输送管道以气压方式输送到岸边；(5)将输送到岸边的淤泥通过柱塞泵直接输入板框压滤机内进行高度脱水，得到泥饼和尾水；(6)尾水经过尾水处理系统处理后达标排放。
2.权利要求1中所述的一种不使用堆场的高浓度清淤及淤泥高度脱水利用的施工方法，其特征在于步骤(1)中的高浓度清淤刀具为履带式、真空抽吸式、旋斗式，清淤浓度达到 60%以上，底泥的增容率控制在1. 3-1. 4范围。
3.权利要求1中所述的一种不使用堆场的高浓度清淤及淤泥高度脱水利用的施工方法，其特征在于步骤(2)中的振动筛的筛网网孔为5-20mm。
4.权利要求1中所述的一种不使用堆场的高浓度清淤及淤泥高度脱水利用的施工方法，其特征在于步骤(4)中，空压机的出风压力在0. 8-1. 5MPa，出风量大于20m7min。
5.权利要求1中所述的一种不使用堆场的高浓度清淤及淤泥高度脱水利用的施工方法，其特征在于步骤(5)获得的脱水泥饼的含水率处于30%-35%之间。
6.权利要求1中所述的一种不使用堆场的高浓度清淤及淤泥高度脱水利用的施工方法，步骤(5)中的尾水过滤系统包括沉淀池、快速滤池和人工湿地，或其中的任意组合。
全文摘要
本发明涉及的是一种不使用堆场的高浓度清淤及淤泥高度脱水利用的施工方法，其特征是利用高浓度清淤刀具对湖泊、河道底泥进行清淤，基于宾汉姆流体的力学性质，将高压气体和淤泥混合为气、固混合相淤泥进行管道输送，然后通过柱塞泵输入到板框压滤机内进行高浓度脱水，得到可以直接填方使用的泥饼和尾水，尾水经过滤系统处理后达标排放。本发明将高浓度清淤、混合相淤泥的高压管道输送、板框压滤机的高浓度脱水、尾水过滤处理等方式组合使用满足清淤发生泥浆数量与高浓度泥浆板框压滤脱水数量之间完全匹配而避免使用堆场。本施工方法占地面积小，不用使用堆场，对环境无污染，具有巨大的经济效益和良好的社会效益。
文档编号C02F9/02GK102433906SQ201110362719
公开日2012年5月2日 申请日期2011年11月16日 优先权日2011年11月16日
发明者刘青松, 包建平, 吕一彦, 张春雷, 朱伟, 王升位 申请人:河海大学