一种微生物促进疏浚淤泥快速干化的方法

专利名称：一种微生物促进疏浚淤泥快速干化的方法
技术领域：
本发明属于淤泥干化处理技术领域，涉及疏浚淤泥的干化处理方法，特别涉及一种微生物促进疏浚淤泥快速干化的方法。
背景技术：
河湖淤泥通常是由黏土、泥沙、有机质及各种矿物的混合物经过长时间物理、化学、生物等作用以及水体传输而沉积于水体底部形成，淤泥的大量沉积不仅会堵塞河道，造成水网不畅，长期向水体释放的污染物还会带来河海湖泊的内源性污染。我国幅员辽阔，河湖众多，又处于城市化高速发展阶段，每年产生大量的泥浆废弃物，据调查，仅江苏太湖就有69. 83%的面积被厚度为O. Im以上的 於泥所覆盖，最厚处闻达5m以上，游泥总畜积量19. 12亿立方米，平均深度为I. 24m，可见河湖疏浚清淤势在必行，由此又带来了疏浚淤泥 的处理问题。据不完全统计，我国每年仅废弃的疏浚淤泥就达I亿立方米以上，废弃的疏浚淤泥往往置于陆地抛填区或低洼地区，严重占用了鱼塘、耕田等土地资源，不及时处理还会影响清淤进程。实践表明，疏浚淤泥含水率高，通常呈流体状态，直接清出的淤泥即使堆放长达三年内部仍含大量的水，因此力学性能差，无承载力，雨水冲刷及运输途中极易造成二次污染。解决上述问题的关键在于疏浚淤泥的干化处理。由于土地面积的限制，我国对于疏浚淤泥的干化处理一般在堆场亦即干化池中进行，干化后的疏浚淤泥应满足机械入池采挖时不使机械下陷以及运输时不滴漏的条件，这就要求干化后的疏浚淤泥的含泥率(指干泥质量与淤泥总质量之比)高于塑限时的含泥率(通常为67%-68%)，对于淤泥承载力的要求则是以履带式挖掘机重量计算，淤泥承载力不得低于8t/m2。目前用于疏浚淤泥干化处理的方法较多，其中真空预压法因具有处理量大、工艺简单、成本低、不产生二次污染等优势而应用最为广泛，但是随着干化脱水的进行，淤泥被逐渐压缩成致密的状态，加之淤泥颗粒细小、渗透系数低，处理后期剩余的水分极难排出，使得真空预压法的处理周期变长且处理后的含泥率难以到达塑限以上。在真空预压法的基础上又发展出来一些新的方法，例如CN 101941787A公开了一种河湖淤泥干化处理方法，包括以下步骤(I)将河湖淤泥稀释至含泥率< 13. 5%的稀释泥浆，在100份稀释淤泥中加入O. 1-0. 15份的无机絮凝剂和3-4份的有机絮凝剂，在搅拌速度200-250转/分钟下搅拌10-15秒，搅拌后1_2分钟稀释淤泥发生絮凝，将上清液排放；(2)将步骤(I)得到的下层泥浆经抽滤初步脱水后，将下层泥浆(a)分层铺设在干化池中，每层泥浆(a)之间铺设两层滤布(b)，在两层滤布(b)之间铺洒高分子吸水树脂(C)，静置40-60小时后，得到干化泥；所述干化池中泥浆与高分子吸水树脂的重量比为100:0. 3-0. 5。CN 102249515A公开了一种小型绞吸式挖泥船的疏浚淤泥脱水方法，包括以下步骤1)疏浚淤泥絮凝向绞吸式挖泥船的疏浚淤泥中投加絮凝剂，疏浚淤泥与絮凝剂进行混合沉淀；2) 土工织物脱水疏浚淤泥与絮凝剂混合后，填充入土工织物滤水，实现绞吸式挖泥船的疏浚淤泥的脱水。CN 101774836A公开了一种复合微生物用于疏浚淤泥和生活污泥混合堆肥的方法，包括以下步骤将生活污泥进行初步发酵，除去臭味，减少蚊蝇滋生；经初步发酵的生活污泥与初步干化的淤泥以体积比1:1-2进行混合，添加农业废弃物作为调节剂，形成混合物料，控制初始含水率为50%-60%，加入VT发酵床专用菌剂O. 08%-0. 15%，单位为占生活污泥和淤泥总投量的体积百分数，混合均匀堆制于铺有通风管道的平台，形成堆体；对堆体进行好氧发酵，22-28天后关闭通风管道，自然通风后腐熟，即得腐熟有机肥；腐熟有机肥部分回流，作为VT发酵床专用菌剂的来源添加入混合物料中。CN 102001813A公开了一种添加混凝剂的污泥滤袋式脱水方法，所述混凝剂选取有机高分子混凝剂聚丙烯酰胺(分子量为3000000数量级)，混凝剂为质量浓度O. 5%-1. 0%的聚丙烯酰胺溶液，聚丙烯酰胺溶液的投药量为污泥重量的O. 35%，采用分批投加的方法(先投加60%，相隔l-2min后再投加40%)滤布材质为涤纶758，丙纶750B，涤纶3927。其中涤纶758滤袋的污泥回收率达到96. 6%，污泥含水率从99%降至80. 8%。 上述方法均取得了一定的成效，但处理周期长以及处理后含泥率难以达到塑限的问题没有从根本上得到解决。真空预压法因具有处理量大、工艺简单、成本低、不产生二次污染等优势而应用最为广泛，但是随着干化脱水的进行，淤泥被逐渐压缩成致密的状态，加之淤泥颗粒细小、渗透系数低，处理后期剩余的水分极难排出，使得真空预压法的处理周期变长并且处理后的含泥率仍然难以到达塑限以上。

发明内容
本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种快速、彻底且成本较低的微生物促进疏浚淤泥快速干化的方法，其成本低，工期短，排水效率高，可使淤泥快速从流体状态转变为可塑态甚至半固态。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案一种微生物促进疏浚淤泥快速干化的方法，包括如下步骤(I)将生物类有机物置于厌氧密闭环境中厌氧发酵，以驯化厌氧产气微生物。所述驯化厌氧产气微生物，其方法为本领域技术人员所熟知，可由本领域技术人员根据实际情况及经验对具体操作时的工艺条件进行选择。所述生物类有机物是指植物类有机物或者动物粪便或者二者的组合。所述植物类有机物例如秸杆、稻草、麦草、水葫芦等。所述动物粪便例如猪粪、牛粪、羊粪、马粪、鸡粪、鸭粪等。所述组合例如秸杆/猪粪、稻草/牛粪、秸杆/水葫芦/鸡粪、麦草/马粪/鸭粪等。(2)驯化完成后，收集发酵液，加水稀释后备用。所述驯化完成是指连续至少三天产气量达到峰值。优选地，所述稀释按照l_3wt%的浓度进行，即稀释后的发酵液中原发酵液的质量占 l-3wt%,例如可以是 lwt%> I. lwt%> I. 28wt%> I. 3wt%> I. 45wt%> I. 5wt%> I. 62wt%>
1.7wt%、l. 8wt%、l. 9wt%、2wt%、2. 05wt%、2. lwt%、2. 2wt%、2. 39wt%、2. 4wt%、2. 5wt%、2. 6wt%、
2.61wt%、2. 7wt%、2. 8wt%、2. 96wt%、3wt% ;进一步优选为 2wt%。(3)以生物类有机物作为底物，严密堆放以形成内部厌氧环境，向底物泼洒步骤(2 )稀释后的发酵液以使厌氧产气微生物接种于底物中，进行腐熟。所述生物类有机物与步骤(I)中相同，此处不赘述。优选地，所述泼洒的稀释后的发酵液与底物的质量比为1-2:1，例如可以是1:1、
I.07: I、I. I: I、I. 2: I、I. 25: I、I. 3: I、I. 33: I、I. 4: I、I. 46: I、I. 5: I、I. 52: I、I. 59:1、
I.6:1、I. 61:1、I. 68:1、I. 7:1、I. 75:1、I. 8:1、I. 82:1、I. 84:1、I. 9:1、I. 97:1、2:1 ;进一步优选为I. 5:1。优选地，所述腐熟的时间为7-10d，例如可以是7d、7. 5d、8d、8. 5d、9d、9. 5d、10d ；
进一步优选9d。 优选地，所述腐熟的温度为15 V -35 V，例如可以是15-20 V、17. 3-32 V、26-35 0C>15 0C>16. 5 °C>17 °C>18 °C>19. 7 °C>20. 5 °C>22 °C>23. 4 °C>24 °C>25 °C>27. 5 V,29。。、30。。、31· 8。。、33。。、34。。、34· 6°C>35°C ;进一步优选 30。。。(4)将完成腐熟的底物浙干水分，分装后封口。优选地，所述分装是将底物装于塑料编织袋内。优选地，每个塑料编织袋内装有5_8kg的底物，进一步优选7kg。(5)将分装的底物均匀平铺于淤泥堆场底部，并将其固定。优选地，所述底物与淤泥干重的质量比为O. 5-1. 5:100，例如可以是O. 5:100、
0.55:100,0. 6:100,0.69:100,0. 7:100,0. 75:100,0.8:100,0.82:100,0. 9:100,0.97:100、1:100、I.03:100、I. 1:100、I.14:100、I.2:100、I.25:100、I.3:100、I.31:100、I. 4:100、
1.46:100,1. 5:100 ;进一步优选 1:100。优选地，所述淤泥堆场为干化池。优选地，所述固定是用渔网固定，即先在底物上覆盖渔网，再在渔网上均匀打入木桩或铁钉。底物被固定后能够保证其在产生的气体排入上部淤泥的同时不会因为被打入淤泥浆而漂浮、移动。(6)在淤泥堆场中预埋排水板，将排水板与抽真空管道连接，组成抽真空管网系统。所述排水板的孔径大小以及排水板的使用数量均可由本领域技术人员根据实际情况及经验进行选择。优选地，所述排水板的孔径为80-100 μ m,例如可以是80-95 μ m、83_98 μ m、89-92 μ m、80 μ m、81. 5 μ m、82 μ m、83 μ m、84. 6 μ m、85 μ m、86 μ m、87. I μ m、88 μ m、90 μ m、90. 4 μ m、91 μ m、91. 2 μ m、92. 3 μ m、93 μ m、94 μ m、94. 8 μ m、95 μ m ;进一步优选 90 μ m。优选地，所述排水板下端固定于淤泥堆场底部，上端固定于距离堆场表面开口 Im处。如此可以防止排水板漂浮或改变位置。优选地，所述抽真空管道包括支管和主管，支管通过接头与各个排水板连接，所有的支管再与主管连接，共同组成抽真空管网系统。进一步优选地，所述支管和主管均采用直径为70mm的硬塑料管。(7)将待处理的疏浚淤泥通过输泥管道输入淤泥堆场，在输泥管道中先后加入絮凝剂和助凝剂，使淤泥中的泥颗粒絮凝沉淀，排放面源水。所述絮凝剂和助凝剂本领域的常用药剂，任何本领域技术人员能够获知的絮凝剂和助凝剂均可在本发明中应用。优选地，所述絮凝剂为CN 101618937B中公开的疏水阳离子高分子絮凝剂，其制备方法简述如下①称取摩尔比为(89. 5-56. 5) : (10-40) : (O. 5-3. 5)的丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、十八烷基乙烯基醚备用，所述三种物质总量计为总单体量；②将步骤①称取的丙烯酰胺及甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵加入反应容器中，再加入占总单体量O. 5-2wt%的尿素及占总单体量6-7wt%的阳离子表面活性剂，最后加入去离子水并搅拌，使反应容器中的混合物料溶解，去离子水的加入量与总单体量重量比为(70-80):(20-30)；③将步骤②的混合溶液升温至30_35°C，再在反应容器中加入占总单体量 O. 5-3. 5mol%的十八烷基乙烯基醚并搅拌均匀；④在步骤③的反应容器中加入占总单体量的0.2-0. 5被％的引发剂，保温至300C _35°C进行聚合反应，3-6h后得到半透明或乳白色的胶状产物；⑤产物倒入丙酮中，使其沉淀，取出沉淀物后将沉淀物再用乙醇抽提24h，即得到疏水阳离子高分子絮凝剂。优选地，所述絮凝剂的添加量为50-60ppm，例如可以是50. 5-58ppm、53-56ppm、57. 5-60ppm、50ppm、51ppm、52ppm、52. 8ppm、53.5ppm、54ppm、54. lppm、55ppm、56. 3ppm、57ppm、58ppm、58. 4ppm、59ppm、59. 2ppm、60ppm ;进一步优选 56ppm。优选地，所述助凝剂为聚合氯化铝。优选地，所述助凝剂的添加量为80-100ppm,例如可以是80. 2-98ppm、86_93ppm、82.5-100ppm、80ppm、82ppm、84ppm、85ppm、86.3ppm、88ppm、90ppm、91ppm、92. 8ppm、93. 5ppm、94. lppm、95ppm、96. 4ppm、97ppm、99. 2ppm、IOOppm ;进一步优选 85ppm。絮凝剂和助凝剂的加入能够使得淤泥中的泥颗粒在短时间内迅速发生絮凝沉淀，缩短了浓缩时间。先加絮凝剂再加助凝剂的分段加入方式能够保证二者分别与淤泥充分混合。优选地，所述絮凝剂和助凝剂采用CN 201737824U中公开的仪器加入到输泥管道中。CN 201737824U中公开的仪器可以在线自动测量进料泥浆的浓度、流量及出水浊度，依据浓度、流量的反馈信号通过计算机设定程序自动控制药剂加入量，同时通过水浊度的反馈信号对药剂加入量及时修正，大大提高药剂加入量的准确性，并确保出水浊度达标排放，使整个装置系统、协调运行。面源水排放后疏浚淤泥得到初步浓缩。(8)重复步骤(7)的操作直至淤泥堆场被注满。优选地，所述重复的次数为2-4次，例如可以是2次、3次、4次；进一步优选为3次。(9)淤泥堆场底部的底物厌氧发酵10-20d后，将产生大量气泡，并从淤泥中持续冒出，此时在淤泥表面铺设土工布及密封膜。所述底物厌氧发酵10-20d，例如可以是 10d、lld、12d、13d、14d、14. 5d、15d、16d、17d、18d、19d、20d ;优选为 16d。所述在淤泥表面铺设土工布及密封膜优选先铺设1-2层土工布，再在土工布上铺设1-2层密封膜。
优选地，在铺设土工布及密封膜之前，先在淤泥堆场的边界布设深度Im的密封沟，用以埋入密封膜长出的部分，埋入密封膜后用纯粘土回填；进一步优选地，密封膜的边长比淤泥堆场的边长长出5m。(10)将抽真空管道的主管与真空机组连接，真空预压抽排水，抽出水作为上覆压力压于密封膜上。优选地，所述真空预压抽排水的真空度彡O. 08MPa。(11)真空预压抽排水至出水量明显较少时，停工验收。优选地，所述出水量明显较少，是指泥面沉降量连续至少4天小于1mm。上述全过程需时约4个月，经上述方法处理后的淤泥含泥率(干泥质量与淤泥总质量之比)彡72%，承载力彡8t/m2。 综上所述，本发明优化后的技术方案为一种微生物促进疏浚淤泥快速干化的方法，包括如下步骤(I)将生物类有机物置于厌氧密闭环境中厌氧发酵，以驯化厌氧产气微生物；(2)驯化完成后，收集发酵液，按照l_3wt%的浓度加水稀释后备用；(3)以生物类有机物作为底物，严密堆放以形成内部厌氧环境，向底物泼洒步骤
(2)稀释后的发酵液以使厌氧产气微生物接种于底物中，发酵液与底物的质量比为1-2:1，在15°C _35°C的温度下腐熟7-10d ；(4)将完成腐熟的底物浙干水分，按照5_8kg/袋的标准分装于塑料编织袋内，分装后封口 ；(5)将分装的底物均匀平铺于干化池底部，底物与淤泥干重的质量比为O. 5-1. 5:100，在底物上覆盖渔网，再在渔网上均匀打入木桩或铁钉固定；(6)在干化池中预埋孔径为80-100 μ m的排水板，排水板下端固定于干化池底部，上端固定于距离干化池表面开口 Im处；将各排水板通过接头与支管连接，支管再与主管连接，组成抽真空管网系统；(7)将待处理的疏浚淤泥通过输泥管道输入干化池，在输泥管道中先后加入50-60ppm的絮凝剂和80-100ppm的助凝剂,使游泥中的泥颗粒絮凝沉淀,排放面源水；(8 )重复步骤(7 )的操作2-4次直至干化池被注满；(9)干化池底部的底物厌氧发酵10-20d后，将产生大量气泡，并从淤泥中持续冒出，此时在淤泥表面先铺设1-2层土工布，再在土工布上铺设1-2层密封膜；(10)将抽真空管道的主管与真空机组连接，在真空度彡O. 08MPa的条件下真空预压抽排水，抽出水作为上覆压力压于密封膜上；(11)真空预压抽排水至泥面沉降量连续至少4天小于Imm时,停工验收。本发明进一步优化后的技术方案为一种微生物促进疏浚淤泥快速干化的方法，包括如下步骤(I)将生物类有机物置于厌氧密闭环境中厌氧发酵，以驯化厌氧产气微生物；(2)驯化完成后，收集发酵液，按照2wt%的浓度加水稀释后备用；(3)以生物类有机物作为底物，严密堆放以形成内部厌氧环境，向底物泼洒步骤
(2)稀释后的发酵液以使厌氧产气微生物接种于底物中，发酵液与底物的质量比为1.5:1，在30°C的温度下腐熟9d;
(4)将完成腐熟的底物浙干水分，按照7kg/袋的标准分装于塑料编织袋内，分装后封口 ；(5)将分装的底物均匀平铺于干化池底部，底物与淤泥干重的质量比为1:100，在底物上覆盖渔网，再在渔网上均匀打入木桩或铁钉固定；(6)在干化池中预埋孔径为90 μ m的排水板，排水板下端固定于干化池底部，上端固定于距离干化池表面开口 Im处；将各排水板通过接头与支管连接，支管再与主管连接，组成抽真空管网系统；所述支管和主管均采用直径为70mm的硬塑料管；(7)将待处理的疏浚淤泥通过输泥管道输入干化池，在输泥管道中先后加入56ppm的疏水阳离子高分子絮凝剂和85ppm的聚合氯化铝助凝剂，使淤泥中的泥颗粒絮凝沉淀，排放面源水； (8 )重复步骤(7 )的操作3次直至干化池被注满；(9)预先在干化池的边界布设深度Im的密封沟，干化池底部的底物厌氧发酵16d后，将产生大量气泡，并从淤泥中持续冒出，此时在淤泥表面先铺设1-2层土工布，再在土工布上铺设1-2层密封膜，密封膜的边长比干化池的边长长出5m，长出的部分埋入密封沟，回填纯粘土密封；(10)将抽真空管道的主管与真空机组连接，在真空度彡O. 08MPa的条件下真空预压抽排水，抽出水作为上覆压力压于密封膜上；(11)真空预压抽排水至泥面沉降量连续至少4天小于Imm时,停工验收。在说明书和权利要求书中使用的所有表示工艺参数、组分含量、反应条件等在所有情况下都应当被理解为加上术语“约”的修饰。因此，除非相反指出，在说明书和权利要求书中所给出的数值都可以根据本发明所希望得到的性质的不同而变化。在最低限度，并不用于将等价物原则的应用限定为权利要求的范围，每个数值都应当至少依照所报道的有效数字的值通过使用普通的舍入方法进行解释。而且，所有在此公布的范围都应当被理解为包含范围的起点和终点值，包含任意和所有包含在其中的小范围。例如，一定的范围“1-10”应当被认为包含最小值I和最大值10之间(包括在内)的任何和所有小范围；即所有以大于或等于I的最小值起始，而且以小于或等于10的最大值结束的所有小范围，例如2-6，
3.3-8. 5，或7. 5-10。在此文件中所提到的所有参考文献都应当被理解为全部包括进来用于参考。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果( I)成本低。虽然用到了秸杆等有机物，但由于其添加量较小而费用较低，且发酵产气后的残留物在干化后的淤泥被挖出后还可以以制作有机肥等方式回收利用。另一方面，絮凝剂的加入使得淤泥得以快速絮凝沉淀浓缩，产气微生物的加入又使得淤泥中形成大量排水通道，因此排水效率提高，抽真空时间缩短，减少了能耗，降低了成本。(2)排水效率高。现有技术中，随着抽真空的进行，淤泥被逐渐压缩成致密状态，不但处理周期长而且后期剩余的水分极难继续排出。而本发明方法中，底物及产气微生物的添加使得淤泥中形成大量排水通道，即使抽真空造成了淤泥的致密压缩状态，淤泥中大量的排水通道仍然能够促进水分快速流出，再配合抽真空将水分快速抽出，因而能够快速干化淤泥；同时，由于产气微生物是与底物同时添加到淤泥中的，因而能够持续产气3-4个月以上，可满足整个施工期间在泥中形成排水通道的需要，淤泥干化更快、更彻底。
(3)缩短了工期。絮凝剂的加入使得淤泥中的泥颗粒在短时间内迅速发生絮凝沉淀，在短时间内初步浓缩了淤泥，排水通道的形成缩短了真空预压的时间，因而工期大大缩短，比现有淤泥干化的工期缩短1/5-1/4以上。总之，本发明的微生物促进疏浚淤泥快速干化的方法，利用微生物的生命活动及其产生的气体改变了淤泥在抽真空过程中形成的致密状态，使淤泥变得疏松多空，促进了水分的流动，从而提高了真空预压的抽排水效果，使疏浚淤泥快速从流体状态转变为可塑态甚至半固态，实现了疏浚淤泥的快速脱水干化，成本低，工期短。下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的权利范围以权利要求书为准。
具体实施例方式为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下实施例I :一种微生物促进疏浚淤泥快速干化的方法，采用如下步骤(I)建设内部尺寸为IOOm (长)XlOOm (宽)X5m (深)的干化池作为淤泥堆场，5m的深度中地面以下开挖3m、围堰堆高2m，总容积约50000m3，内部铺2层密封膜做防渗处理。(2)以干质量之比为1:1:0. 2的水葫芦、稻草、牛粪为原料，以大型厌氧发酵罐为容器驯化产气微生物，驯化温度为30°C，固液比为1:5。检测每天的产气量，待产气量连续3天达峰值时，收集发酵液。(3)重复步骤(2)，并定期以新鲜底物替换发酵罐中发酵料以保持微生物生物量。通过这种方法收集发酵种子液共5吨。(4)取干水葫芦500吨，均匀分成5份，每份加入牛粪I吨，拌匀。将每份水葫芦紧密堆放，内部营造厌氧环境。可利用未打入淤泥的干化池作为堆放场地。每份水葫芦加入I吨发酵种子液以及100吨水，30°C的温度下腐熟7d。(5)将完成腐熟的底物浙干水分，按照6_7kg/袋的标准分装于塑料编织袋内，分装后封口。(6)将装有底物的塑料编织袋均匀平铺于干化池底部，在其上覆盖一层渔网，再在渔网上均匀打入木桩，使袋装底物在打入淤泥浆后不致漂浮、移动。(7)在干化池中以70X70cm的间距呈梅花形预埋长5. 5m、孔径90 μ m的排水板，排水板下端固定于干化池底部，上端固定于距离干化池表面开口 Im处，注意上端预留约I. 5m。(8)将各排水板通过接头与支管连接，支管再与主管连接，所述支管和主管均采用直径为70_的硬塑料管，组成抽真空管网系统。(9)将待处理的疏浚淤泥通过输泥管道注入干化池，在疏浚泥浆流经管道时，分别用两台CN 201737824U中公开的仪器先加入56ppm的疏水阳离子高分子絮凝剂再加入85ppm的聚合氯化铝助凝剂，使淤泥在短时间内絮凝沉淀出泥颗粒，排放面源水。(10)重复步骤(9)的操作3次，完成注浆。(11)预先沿干化池的边界布设深度Im的密封沟。
(12)干化池底部的底物厌氧发酵16d后,淤泥中有大量气泡持续冒出，此时在淤泥表面先铺设I层土工布，再在土工布上铺设2层密封膜，密封膜的四个边长均比干化池的边长长出5m，长出的部分埋入密封沟，回填纯粘土密封，分层夯实以避免填料直接撞击密封膜。(13)检查密封膜是否有孔洞，若有则及时粘补。(14)将抽真空管道的主管与真空机组连接，在真空度≥O. 08MPa的条件下真空预压抽排水，若真空度低于O. OSMPa则说明漏真空需检查修复，抽出水作为上覆压力压于密封膜上；(15)真空预压抽排水至泥面沉降量连续4天小于Imm时,停工验收。施工结束后检测土体整体平均含泥率和承载力，所得结果如表I所示表I实施例I的方法对堆场中淤泥的干化效果
_真空时间腐熟和发含泥率承载力
Cd) 酵时间(d) (%) (t/nf2)----
1032372.6103由表I可知，经为期126天的处理后，堆场中淤泥平均含泥率为72. 6%，高于塑限含泥率，承载力达10. 3t/m2，可以承受一般履带式挖掘机行走，开挖。实施例2:一种微生物促进疏浚淤泥快速干化的方法，采用如下步骤(I)建设内部尺寸为IOOm (长)X IOOm (宽)X5m (深)的干化池作为淤泥堆场，5m的深度中地面以下开挖3m、围堰堆高2m，总容积约50000m3，内部铺2层密封膜做防渗处理。(2)以干质量之比为1.5:1:0.3的水葫芦、稻草、羊粪为原料，以大型厌氧发酵罐为容器驯化产气微生物，驯化温度为30°C，固液比为1:5。检测每天的产气量，待产气量连续3天达峰值时,收集发酵液。(3)重复步骤(2)，并定期以新鲜底物替换发酵罐中发酵料以保持微生物生物量。通过这种方法收集发酵种子液共5吨。(4)取干水葫芦500吨，均匀分成5份，每份加入羊粪I吨，拌匀。将每份水葫芦紧密堆放，内部营造厌氧环境。可利用未打入淤泥的干化池作为堆放场地。每份水葫芦加入4. 5吨发酵种子液以及150吨水，35°C的温度下腐熟9d。(5)将完成腐熟的底物浙干水分，按照5_6kg/袋的标准分装于塑料编织袋内，分装后封口。(6)将装有底物的塑料编织袋均匀平铺于干化池底部，在其上覆盖一层渔网，再在渔网上均匀打入木桩，使袋装底物在打入淤泥浆后不致漂浮、移动。(7)在干化池中以70X70cm的间距呈梅花形预埋长5. 5m、孔径80 μ m的排水板，排水板下端固定于干化池底部，上端固定于距离干化池表面开口 Im处，注意上端预留约
I.5m。(8)将各排水板通过接头与支管连接，支管再与主管连接，所述支管和主管均采用直径为70_的硬塑料管，组成抽真空管网系统。(9)将待处理的疏浚淤泥通过输泥管道注入干化池，在疏浚泥浆流经管道时，分别用两台CN 201737824U中公开的仪器先加入50ppm的疏水阳离子高分子絮凝剂再加入SOppm的聚合氯化铝助凝剂，使淤泥在短时间内絮凝沉淀出泥颗粒，排放面源水。(10)重复步骤(9)的操作2次，完成注浆。(11)预先沿干化 池的边界布设深度Im的密封沟。(12)干化池底部的底物厌氧发酵IOd后,淤泥中有大量气泡持续冒出，此时在淤泥表面先铺设2层土工布，再在土工布上铺设I层密封膜，密封膜的四个边长均比干化池的边长长出5m，长出的部分埋入密封沟，回填纯粘土密封，分层夯实以避免填料直接撞击密封膜。(13)检查密封膜是否有孔洞，若有则及时粘补。(14)将抽真空管道的主管与真空机组连接，在真空度彡O. 08MPa的条件下真空预压抽排水，若真空度低于O. OSMPa则说明漏真空需检查修复，抽出水作为上覆压力压于密封膜上；(15)真空预压抽排水至泥面沉降量连续4天小于Imm时,停工验收。施工结束后检测土体整体平均含泥率和承载力，所得结果如表2所示表2实施例2的方法对堆场中淤泥的干化效果
权利要求
1.ー种微生物促进疏浚淤泥快速干化的方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)将生物类有机物置于厌氧密闭环境中厌氧发酵，以驯化厌氧产气微生物； (2)驯化完成后，收集发酵液，加水稀释后备用； (3)以生物类有机物作为底物，严密堆放以形成内部厌氧环境，向底物泼洒步骤(2)稀释后的发酵液以使厌氧产气微生物接种于底物中，进行腐熟； (4)将完成腐熟的底物浙干水分，分装后封ロ； (5)将分装的底物均匀平铺于淤泥堆场底部，并将其固定； (6)在淤泥堆场中预埋排水板，将排水板与抽真空管道连接，组成抽真空管网系统； (7)将待处理的疏浚淤泥通过输泥管道输入淤泥堆场，在输泥管道中先后加入絮凝剂和助凝剂，使淤泥中的泥颗粒絮凝沉淀，排放面源水； (8)重复步骤(7)的操作直至淤泥堆场被注满； (9)淤泥堆场底部的底物厌氧发酵10-20d后，将产生大量气泡，并从淤泥中持续冒出，此时在淤泥表面铺设土工布及密封膜； (10)将抽真空管道的主管与真空机组连接，真空预压抽排水，抽出水作为上覆压カ压于密封膜上； (11)真空预压抽排水至出水量明显较少时，停エ验收。
2.根据权利要求I所述的微生物促进疏浚淤泥快速干化的方法，其特征在于，步骤(I)中所述生物类有机物为秸杆、稻草、麦草、水葫芦、猪粪、牛粪、羊粪、马粪、鸡粪、鸭粪中的一种或至少两种的组合； 优选地，步骤(2)中所述稀释是指稀释后的发酵液中原发酵液的质量占l_3wt%，进ー步优选为2wt%。
3.根据权利要求I或2所述的微生物促进疏浚淤泥快速干化的方法，其特征在干，步骤(3)中所述生物类有机物为秸杆、稻草、麦草、水葫芦、猪粪、牛粪、羊粪、马粪、鸡粪、鸭粪中的一种或至少两种的组合； 优选地，所述泼洒的稀释后的发酵液与底物的质量比为1-2:1，进ー步优选为1.5:1 ; 优选地，所述腐熟的时间为7-10d，进ー步优选9d ； 优选地，所述腐熟的温度为15°C _35°C，进ー步优选30°C。
4.根据权利要求1-3之一所述的微生物促进疏浚淤泥快速干化的方法，其特征在干，步骤(4)中所述分装是将底物装于塑料编织袋内；优选地，每个塑料编织袋内装有5-8kg的底物，进ー步优选每个塑料编织袋内装有7kg的底物； 优选地，步骤(5)中所述底物与淤泥干重的质量比为0. 5-1. 5:100，进ー步优选1:100 ； 优选地，步骤(5)中所述淤泥堆场为干化池； 优选地，步骤(5)中所述固定是先在底物上覆盖渔网，再在渔网上均匀打入木桩或铁钉。
5.根据权利要求1-4之一所述的微生物促进疏浚淤泥快速干化的方法，其特征在干，步骤(6)中所述排水板的孔径为80-100 u m，优选90 ii m ; 优选地，所述排水板下端固定于淤泥堆场底部，上端固定于距离堆场表面开ロ Im处； 优选地，所述抽真空管道包括支管和主管，支管通过接头与各个排水板连接，所有的支管再与主管连接，共同组成抽真空管网系统；进ー步优选地，所述支管和主管均为直径70mm的硬塑料管。
6.根据权利要求1-5之一所述的微生物促进疏浚淤泥快速干化的方法，其特征在于，步骤(7)中所述絮凝剂为疏水阳离子高分子絮凝剂； 优选地，所述絮凝剂的添加量为50-60ppm,进一步优选56ppm ； 优选地，所述助凝剂为聚合氯化铝； 优选地，所述助凝剂的添加量为80-100ppm,进一步优选85ppm。
7.根据权利要求1-6之一所述的微生物促进疏浚淤泥快速干化的方法，其特征在于，步骤(8)中所述重复的次数为2-5次，优选为3次； 优选地，步骤(9)中所述底物厌氧发酵为16d ； 优选地，步骤(9)中所述在淤泥表面铺设土工布及密封膜为先铺设1-2层土工布、再在土工布上铺设1-2层密封膜； 优选地，步骤(9)中在所述铺设土工布及密封膜之前，先在淤泥堆场的边界布设深度Im的密封沟，用以埋入密封膜长出的部分，埋入密封膜后用纯粘土回填；进一步优选地，密封膜的边长比淤泥堆场的边长长出5m。
8.根据权利要求1-7之一所述的微生物促进疏浚淤泥快速干化的方法，其特征在于，步骤(10)中所述真空预压抽排水的真空度> O. 08MPa ； 优选地，步骤(11)中所述出水量明显较少是指泥面沉降量连续至少4天小于1mm。
9.根据权利要求1-8之一所述的微生物促进疏浚淤泥快速干化的方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)将生物类有机物置于厌氧密闭环境中厌氧发酵，以驯化厌氧产气微生物； (2)驯化完成后，收集发酵液，按照l_3wt%的浓度加水稀释后备用； (3)以生物类有机物作为底物，严密堆放以形成内部厌氧环境，向底物泼洒步骤(2)稀释后的发酵液以使厌氧产气微生物接种于底物中，发酵液与底物的质量比为1-2:1，在15°C _35°C的温度下腐熟7-10d ； (4)将完成腐熟的底物浙干水分，按照5-8kg/袋的标准分装于塑料编织袋内，分装后封口 ； (5)将分装的底物均匀平铺于干化池底部，底物与淤泥干重的质量比为O.5-1. 5:100，在底物上覆盖渔网，再在渔网上均匀打入木桩或铁钉固定； (6)在干化池中预埋孔径为80-100μ m的排水板，排水板下端固定于干化池底部，上端固定于距离干化池表面开口 Im处；将各排水板通过接头与支管连接，支管再与主管连接，组成抽真空管网系统； (7)将待处理的疏浚淤泥通过输泥管道输入干化池，在输泥管道中先后加入50-60ppm的絮凝剂和SO-IOOppm的助凝剂，使淤泥中的泥颗粒絮凝沉淀，排放面源水； (8)重复步骤(7)的操作2-4次直至干化池被注满； (9)干化池底部的底物厌氧发酵10-20d后，将产生大量气泡，并从淤泥中持续冒出，此时在淤泥表面先铺设1-2层土工布，再在土工布上铺设1-2层密封膜； (10)将抽真空管道的主管与真空机组连接，在真空度>O. OSMPa的条件下真空预压抽排水，抽出水作为上覆压力压于密封膜上； (11)真空预压抽排水至泥面沉降量连续至少4天小于Imm时，停工验收。
10.根据权利要求1-9之一所述的微生物促进疏浚淤泥快速干化的方法，其特征在干，包括如下步骤 (1)将生物类有机物置于厌氧密闭环境中厌氧发酵，以驯化厌氧产气微生物； (2)驯化完成后，收集发酵液，按照2wt%的浓度加水稀释后备用； (3)以生物类有机物作为底物，严密堆放以形成内部厌氧环境，向底物泼洒步骤(2)稀释后的发酵液以使厌氧产气微生物接种于底物中，发酵液与底物的质量比为I. 5:1，在30°C的温度下腐熟9d; (4)将完成腐熟的底物浙干水分，按照7kg/袋的标准分装于塑料编织袋内，分装后封n ； (5)将分装的底物均匀平铺于干化池底部，底物与淤泥干重的质量比为1:100，在底物上覆盖渔网，再在渔网上均匀打入木桩或铁钉固定； (6)在干化池中预埋孔径为90的排水板，排水板下端固定于干化池底部，上端固定于距离干化池表面开ロ Im处；将各排水板通过接头与支管连接，支管再与主管连接，组成抽真空管网系统；所述支管和主管均采用直径为70mm的硬塑料管； (7)将待处理的疏浚淤泥通过输泥管道输入干化池，在输泥管道中先后加入56ppm的疏水阳离子高分子絮凝剂和85ppm的聚合氯化铝助凝剂，使淤泥中的泥颗粒絮凝沉淀，排放面源水； (8)重复步骤(7)的操作3次直至干化池被注满； (9)预先在干化池的边界布设深度Im的密封沟，干化池底部的底物厌氧发酵16d后，将有大量气泡从淤泥中持续冒出，此时在淤泥表面先铺设1-2层土工布，再在土工布上铺设1-2层密封膜，密封膜的边长比干化池的边长长出5m，长出的部分埋入密封沟，回填纯粘土密封； (10)将抽真空管道的主管与真空机组连接，在真空度>0. OSMPa的条件下真空预压抽排水，抽出水作为上覆压カ压于密封膜上； (11)真空预压抽排水至泥面沉降量连续至少4天小于Imm时，停エ验收。
全文摘要
本发明涉及一种微生物促进疏浚淤泥快速干化的方法，包括以秸秆等有机物作为底物，厌氧发酵腐熟，埋入淤泥堆场，预埋抽真空管网系统，输入疏浚淤泥，添加絮凝剂和助凝剂进行初步浓缩，以及抽真空压缩等工序步骤。本发明的微生物促进疏浚淤泥快速干化的方法，利用微生物的生命活动及其产生的气体改变了淤泥在抽真空过程中形成的致密状态，使淤泥变得疏松多孔，促进了水分的流动，从而提高了真空预压的抽排水效果，使疏浚淤泥快速从流体状态转变为可塑态甚至半固态，实现了疏浚淤泥的快速脱水干化，成本低，工期短。
文档编号C02F11/14GK102815854SQ201210309900
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月28日 优先权日2012年8月28日
发明者司文攻, 吕志刚 申请人:江苏江达生态科技有限公司