专利名称：一种重金属污染底泥的处理方法
技术领域：
本发明属于处理江河、湖泊、水库等底泥中重金属处理的技术领域，具体涉及一种重金属污染底泥的处理方法。
背景技术：
近年来，随着社会和城市建设的发展，尤其是我国工业制造和矿产采炼能力的提高，由此产生的大量重金属废水和废渣等未经处理被直接排放到环境中，使得重金属污染问题日益突出。大量的工业排放毫无疑问的给我们原本清洁的土地产生巨大的污染，重金属污染使得很多河段周边不适合人居等等。水体底泥中的重金属污染，已成为世界关注的环境问题。水体底泥中的重金属可来自大气沉降、大气降水、土壤冲刷、地表径流、各类污水、农药、固体废物等，在某种程度上底泥可以看做是重金属的储存库。重金属不能被生物降解，但却具有生物累计的特性，可以通过水体食物链产生生物富集的浓缩效应，最终影响到人类，如陕西、湖南等多地发生大规模的血铅超标事件。目前，世界上已有某些专利技术可用于江河、湖泊、水库等重金属污染底泥的处理，如公开号为CN01132079.6专利提出了治理城市及周边河流的污染底泥的方法，即先建坝，再排水，填平底泥，最后就地用尼龙薄膜隔离填埋的方法，该方法尽管施工简单，但治理过程中容易造成底泥扰动，从而引起重金属二次污染，而且尼龙薄膜在施工过程中容易破损，造成重金属污染底泥的泄漏，起不到真正隔离防护的效果。公开号为W02000040515的发明专利采用板式过滤器(压滤器)使絮凝后的底泥脱水，该方法需要板式过滤器(压滤器)，设备一次性投资大，且没有处理底泥中重金属污染的措施。公开号为CN200710021488.6专利提出一种底泥中重金属的处理方法，包括前处理和后处理，其中后处理又包含了热解、喷瀑、脱 水、中和、固氮等工序，处理工艺复杂、耗能、存在二次污染。公开号为CN200510095750.2专利提出采用充泥管袋实现城市水域底泥的就地脱水，即通过疏浚设备将含水率约90%的底泥直接泵送到管袋中，该方法设备一次性投资少，脱水主要借助于自重作用，但该方法没有考虑到底泥的絮凝调理以强化脱水效果，也未涉及重金属污染治理的方法。申请号为200520044977.X实用新型专利公开了一种减少泥沙扩散的环保疏浚绞刀头装置，通过密闭管路泵送泥浆也解决了二次污染问题，但未涉及疏浚泥浆脱水以及重金属稳定化等处理方法。申请号为200910070771.7发明专利公开了一种重金属污染底泥的处理方法，即通过疏浚船泥浆泵将含水率约为90±5%的底泥连续输送到管道混合器中，投加重金属螯合剂和絮凝剂投加比例，然后将添加药剂的污泥一并输送到土工管袋中脱水减容，该专利一方面解决了二次污染问题，另一方面还确保了重金属的稳定效果，但是该专利涉及了两种药剂，操作起来相对稍复杂。综上所述，这些专利技术仍存在一些不足和缺点，如能耗高、二次污染、工艺复杂等，目前急需一种用于江河、湖泊、水库等重金属污染底泥的处理方法，将底泥疏浚、重金属稳定以及底泥脱水减容相互结合在一起，不但保证底泥疏浚和脱水过程不产生重金属二次污染，而且设备一次性投资少，工艺简单，处理过程能耗低，处理后的底泥重金属浸出含量能够满足底泥将来处置的要求。
发明内容
本发明的目的是:针对现有处理重金属污染底泥的方法的不足之处，提供一种用于江河、湖泊、水库等重金属污染底泥的处理方法，通过环保疏浚最大程度上防止底泥在清淤过程中由于扰动而引起的次生污染；通过密闭管路输送确保疏浚底泥在进入布袋前不会泄漏而引起重金属二次污染；通过重金属调质剂投加保证底泥中的重金属在进入土工管袋脱水前已转化为稳定态且能保证土工管袋的脱水效果，不会再对周围环境产生二次污染；通过土工管袋脱水替代机械脱水节省了设备投入和运行成本，因此，本法重点解决从疏浚到脱水减容整个处理过程重金属二次污染问题，机械脱水设备投资和运行成本高，土工管袋直接脱水效率低，疏浚到脱水减容的匹配以及重金属调质剂的加药量等关键问题。本发明的上述目的是通过如下的技术方案实现的:一种重金属污染底泥的处理方法，其特征在于针对江河、湖泊或水库中受重金属污染的底部底泥，通过疏浚船泥浆泵将其连续输送到连接I个管道混合器的管路中，疏浚后底泥含水率约为90±5% ;然后按照一定量的重金属调质剂投加比例，通过计量泵向管道混合器中连续投加重金属调质剂溶液；再将经过重金属稳定化、调理处理后的污泥输送到I个或多个土工管袋中进行脱水减容，土工管袋充填满后固结7 50天，处理后污泥含水率低于80%后，凡重金属含量符合《城镇污水处理厂污泥处置土地改良泥质》(CJ/T 291)或《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(CJ248)要求的污泥，即可用于土地改良或园林绿化进行污泥处置；处理后污泥含水率低于60%后，凡重金属含量符合《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》(GB/T23485-2009)要求的污泥，即可进入填埋场填埋处置。所述的一种重金属污染底泥的处理方法，其特征还在于①重金属污染包含汞、镉、砷、铬、铜、铅、锌、铁、镍等中的I种或多种污染；②疏浚船包含绞吸式、耙吸式、直吸式等中的一种或多种，优选绞吸式环保疏浚方式，疏浚底泥流量为100 5000m3/h ;③重金属调质剂具有稳定重金属和增强底泥脱水效果的功能，其投加量为0.1%。 50%。(以干基污泥计，重量比)土工管袋由聚丙烯或聚乙烯类树脂为原料的单丝或裂膜丝或单丝-裂膜丝组合进行编织缝合而成，宽度不小于2m,长度不小于6m !⑤土工管袋充满后固结7 50天,土工管袋中污泥平均含水率低于65%。本发明可广泛用于处理重金属污染底泥，特别适用于处理江河、湖泊或水库中受重金属污染的底部底泥。采用本法处理后的底泥，视重金属含量的多少，采取灵活的处置方式，可以用于土地改良或园林绿化或混合填埋处置等。本发明具有如下优点:处理过程不会造成重金属二次污染，可以避免对施工人员健康的危害，工艺简单，设备投入和运行费用较低，处理场地位置不受限制，处理后的底泥含水率较低，同时实现了底泥疏浚、重金属稳定以及底泥脱水减容三个目标。
图1重金属污染底泥的处理方法示意图具体实施方式
利用绞刀式环保疏浚船(荷兰IHC海狸环保型)对江河、湖泊或水库中重金属污染的底部底泥进行环保清淤，底泥疏浚深度的确定可以参考专利(申请号:CN200810023224.9)。疏浚后底泥(含水率90±5%)通过与疏浚船相连接的管道输送到脱水场区，疏浚流量为100 5000m3/h。在脱水区的蛇形管式管道混合器中，按照0.1%0 50%。(以干基污泥计，重量比)投加量利用计量泵投加重金属调质剂(如专利申请号:CN200810153671.6)，使得重金属调质剂与疏浚底泥中的重金属充分混合、反应，并保证疏浚底泥的脱水效果，在土工管袋充填口前完成完成重金属的稳定化，应使得疏浚底泥在管道混合器与土工管袋充填口之间停留时间大于重金属稳定化反应时间和絮凝调理时间。经过重金属稳定处理后的疏浚底泥同时充入I个或多个土工管袋中，待这些土工管袋充满污泥后，切换到其他未充满的土工管袋中。对于已经充满的土工管袋，继续脱水固结7 50天后，布袋中的脱水污泥含水率可以达到65 %以下，结合《城镇污水处理厂污泥处置土地改良泥质》(CJ/T 291)或《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(CJ248)或《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》(GB/T 23485-2009)对于重金属含量的要求，对土工管袋中脱水后污泥进行土地利用、园林绿化用地或填埋处置。该重金属污染底泥的处理工艺流程如图1所不。实施例1:采用荷兰IHC海狸1200型环保疏浚船对汉沽污水库中受汞、铜、镉等重金属污染的底泥(污染底泥重金属含量如表I所示)进行环保清淤，疏浚流量为500m3/h，疏浚底泥的平均含水率为93% 。采用计量泵向蛇形管式管道混合器中泵入重金属调质剂(天津壹鸣)，投加流量为240kg/h (折合投加量约为6%。，以干基污泥计，重量比)，调质剂的稳定反应时间至少为lmin。经过重金属稳定处理后的疏浚底泥同时充入2个土工管袋中，反复充填4 8次后即可充满这些布袋，继续脱水固结20天后，布袋中的脱水污泥平均含水率为47%。对处理过的污泥按照《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)的要求测定汞、镉、铜等重金属浸出浓度，如表2所示，均低于该标准的所规定的重金属浸出浓度限值。结合表I中污染底泥重金属含量数据，参考《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》(GB/T 23485-2009)，即处理后的汞、铜、镉等重金属污染的底泥可以用于填埋处置。表I污染底泥重金属含量单位:mg/kg
权利要求
1.一种重金属污染底泥的处理方法，其特征在于具体步骤为: (1)针对江河、湖泊或水库中受重金属污染的底部底泥，通过疏浚船泥浆泵将其连续输送到连接管道混合器的管路中，疏浚后底泥含水率约为90±5% ; (2)按照一定量的重金属调质剂投加比例，通过计量泵向管道混合器中连续投加重金属调质剂溶液； (3)将经过重金属稳定调理处理后的底泥输送到I个或多个土工布袋中进行脱水减容，土工布袋充填满后固结7 50天，处理后污泥含水率低于80%后，凡符合《城镇污水处理厂污泥处置土地改良泥质》(CJ/T 291)或《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(CJ248)要求的污泥，即可用于土地改良或园林绿化进行污泥处置；处理后污泥含水率低于60%后，凡符合《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》(GB/T 23485-2009)要求的污泥，即可进入填埋场填埋处置。
2.根据权利要求1所述的一种重金属污染底泥的处理方法，其特征在于重金属污染种类包含汞、镉、砷、铬、铜、铅、锌、铁、镍等中的I种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种重金属污染底泥的处理方法，其特征在于疏浚船的种类包含绞吸式、耙吸式、直吸式等中的一种或多种，优选绞吸式环保疏浚方式，疏浚底泥流量为 100 5000mVh。
4.根据权利要求1所述的一种重金属污染底泥的处理方法，其特征在于重金属调质剂具有稳定重金属和增强底泥脱水效果的功能，其投加量为0.1%。 50%。(以干基污泥计，重量比)。
5.根据权利要求1所述的一种重金属污染底泥的处理方法，其特征在于土工布袋是由聚丙烯或聚乙烯类树脂为原料的单丝或裂膜丝或单丝-裂膜丝组合进行编织缝合而成，宽度不小于2m,长度不小于6m。
6.根据权利要求1所述的一种重金属污染底泥的处理方法，其特征在于土工布袋充满后固结7 50天，土工布袋中污泥平均含水率低于65%。
全文摘要
本发明公开了一种重金属污染底泥的处理方法，其特征在于将江河、湖泊或水库中受重金属污染的底泥通过疏浚船泥浆泵将其连续输送到连接1个管道混合器的管路中，然后按照一定量的重金属调质剂投加比例，最后将经过重金属稳定化、调理处理后的污泥输送到土工管袋中进行脱水减容，充填满后固结7～50天，按照含水率和重金属含量的不同，即可用于土地改良、园林绿化或填埋场填埋。本发明与现有技术相比，既保证了重金属的稳定效果，又解决了两次加药的复杂问题，适用于治理面积大、工期紧、脱水场地小、一次性投入少、运行成本低等场合下的重金属污染底泥的处理。
文档编号C02F11/14GK103183458SQ20111045265
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者张景辉, 刘朝辉, 王文茜, 西伟力, 李野, 卢丹, 韩嵩, 杨伟, 王尧 申请人:天津生态城环保有限公司, 天津生态城水务有限公司