本发明属于ipc分类c02f水、废水、污水或污泥的处理技术，尤其是城镇中小河道污泥生态处理系统。
背景技术：
我国人均水资源只占世界平均水平的1/4，城市湖泊河道是城市生态系统的重要组成部分，开展水环境综合整治工作对于维护城市生态平衡，改善人居环境有着重要的意义。水环境整治的主要项目有：骨干河道综合整治、中小河道生态治理、城镇河涌塘渠清理、湖泊水库生态治理等。水环境整治的指导思想是：注重源头控制，加强水体污染治理。水环境治理一般有：河道轮疏、截污治污、堤坝修复、调活水体、水下生态营造、水上景观营造、责任跟进养护等。
由于大量的工业生产、生活废水直接排入河流，城镇中小河道污泥中沉积了各种有害物质，从重金属污染到各种致畸、致癌、致病有机物污染应有尽有，河流失去了合理的生命环境，沦为天然下水道，同时中小河道淤积现象比较普遍，河道原有的调蓄洪水和防灾减灾的能力有所减弱。而且，由于污泥含水量很高，体积很大，且呈流动性，运输和消纳困难；污泥中有机物含量很高，极易腐败并产生恶臭；污泥中含有大量病原菌、寄生虫卵及病毒，易造成传染病大面积传播；污泥中含有金属以及非金属，包括铁、锰、铅、铬、锌、汞、砷和锡等，造成重金属污染和危害。
已公开相关文献较少。
上海利水水生环境研究所在中国专利申请201611258412.0公开一种城市河道生态修复的评价方法。其特征该步骤如下：(a)将城市河道生态修复的评价体系建立成三个层次的评估体系结构，将城市河道生态性评价作为一个大系统，二级指标为准则层，将其分为河道水质状况、生态系统健康、生态景观适宜三个子系统；三级指标是若干具体指标，可以直接反映每个子系统的总体状况；(b)评价步骤：(b1)确定待评价河道，根据河道的长度设计采样站点；(b2)监测样本采集及分析；(b21)水质理化指标；(b22)生态指标：(b23)生态景观适宜指标；(b3)评价结果分析；(b4)判断河道生态健康状况。对于科学评价河道生态治理效果，巩固河道生态治理成果具有重要意义。适于城市河道生态修复的评价中应用。
杭州天宇环保工程实业有限公司在中国专利申请201410050760.3在中国专利申请公开了一种河道生态修复系统，依次包括以下步骤：重污染水体的治理、除沼气后轻度污染水体的治理和对微污染水体的长期治理和维护。能够利用太阳能和水中的沼气对水体微泡充氧进行生物治污、得以对河道水网长效生态修复以外，利用生物膜处理法达到长期、可持续的治理、修复和维护河道水网水体质量的功效，同时上层浮体饰以仿真仿生花卉、植物，如睡莲、荷花等，水中的生物填料如同水草一样的水生植物，装点美化河道水网两岸环境。
东莞市粤源包装有限公司在中国专利申请中国专利申请201210587658.8中公开一种低成本、可持续清理河道污泥的方法，本发明仅对河道污泥进行部分清理，相比传统的一次性清理可节约大量人力物力，节约30％～50％的清理费用。河道底部保留的污泥有利于恢复水体的自净能力，经过多次部分清理后，可达到河道的水流持久的生态平衡，进入良性循环。使用本发明的方法清理后的河道，常年水质清澈碧绿，沉、浮、挺等水生植物以及水生动物重现、使水体的自净能力得以恢复，真正实现了生态系统的重建。
济宁璟华环保科技有限公司在中国专利申请201611081451.8公开了一种高效河道治理方法，属于污水治理技术领域，包括铬的去除，锌、镍的去除，铜、锰的去除，氰的去除，cod、氨氮、总氮的去除，总磷、悬浮物的去除，通过上述6个步骤的处理使河道废水达到排放标准。该治理方法，去除了河道污水中有毒有害重金属，更有利于后续河道生态修复；河道废水重金属的去除步骤是按照ph逐渐升高的依次去除，将除氰步骤放在最后，分两级氧化反应，即一级氧化阶段需要的ph最高，二级氧化阶段需要的ph接近中性，正好满足生化进水要求，所以重金属的去除过程，不需要来回酸碱调节ph，简化了工艺流程，节省了药剂的加入量；使用的生物增浓反应器，占地小，处理后的污泥浓度高。
传统河道治理对河道污泥的处理主要采用吹填法和机械脱水处理法。
其中，吹填法是利用泥浆泵或绞吸式挖泥船将河道底泥清除，输送至沿岸设置的排泥场；当不具备就近排泥的条件，则需要外运至其它场所进行填埋。吹填法加入了额外的运输成本，污泥干化速度慢，且未对河道污泥中的有害物质进行处理，容易造成对环境的二次污染，尤其是污泥中的重金属会对饮用水及食物安全造成严重危害，危及人类的健康生存。处理后的污泥的去处有两种：一是租用沿岸附近空地，设置泥浆池，将污泥泵送到泥浆池让其自然干化；二是，当不具备设置泥浆池的条件时，采用泥浆罐车将泥浆外运到其它场地进行填埋。但是，这种处理方式加入了额外的运输成本，污泥干化速度慢，且未对河道污泥中的有害物质进行处理，容易造成对环境的二次污染，尤其是污泥中的重金属会对饮用水及食物安全造成严重危害，危及人类的健康生存。
其中，机械脱水法是通过压滤、真空系统等机械设备对河道污泥进行脱水处理，处理后污泥达到减量化和资源化，但设备投入大，处理费用高。机械脱水法采用离心机械、压滤机械或真空方式进行机械脱水，设备占地大，需消耗电力，投资大，脱水后污泥需进行深埋、焚烧或其他二次无害化处理。采用离心机械、压滤机械或真空方式进行机械脱水，设备占地大，需消耗电力，投资大，脱水后污泥需进行深埋、焚烧或其他二次无害化处理。
技术实现要素：
本发明的目的是提供城镇中小河道污泥生态处理系统，可以有效实现污泥的减量化、稳定化、无害化及资源化利用。
本发明的目的将通过以下技术措施来实现：系统包含河道清淤、泥浆泵送、加药装置、反应装置及泥浆脱水固化五个子模块；在城镇中小河道在线清淤污泥子模块中，连接泥浆泵送子模块与加药装置子模块，根据河道底泥性质分析选用高分子水处理用絮凝药剂，通过加药装置子模块将药剂投入到泥浆泵送系统，在反应装置子模块里使泥浆与药剂充分反应，最终在泥浆脱水固化子模块的脱水容器中固化实现泥水分离。
在处理前，采集河道底泥做理化实验，根据河道底泥的性质配制处理药剂，并做药剂添加实验，确定用药浓度，采集原河水做本底测验；将泥浆泵送管路、加药装置、反应装置及污泥脱水固化容器按图进行连接，连接后泵送清水进行严密性实验，检查有无渗漏。对污泥固化容器做好防倾覆措施，在地面铺上一层滤水细沙，并在四周设置排水沟；
对河道进行冲於，采用格栅拦网清除垃圾杂物将泥浆泵送到泥浆缓冲池，在泥浆缓冲池实时监控泥浆的含水率，调节使泥浆的含水率控制在95％以上；再将泥浆泵送经过加药反应后进入固化容器进行自然干化；
加药装置设置两个加药罐，一备一用，通过螺杆泵、阀门控制药罐供药。加药罐设搅拌机，将药剂与水混合，其中，水为自来水或干净雨水，药剂浓度在千分之一到千分之五之间，搅拌30分钟左右，使药剂充分溶解；根据河道淤泥和水质化验分析结果，采用合适的高分子絮凝剂和重金属稳定剂；泵送的泥浆与药剂同时进入到u形盘管反应加装置进行混合反应，通过检查口检查泥浆反应效果，根据效果调整盘管长度，一般在8～10组。同时根据检查口中泥浆的状态，调节加药阀门及泥浆浓度，使泥浆反应效果达到最佳；
泥浆进入脱水固化封闭容器，将泥浆填满容器，实现泥水分离，泥浆留在模块内；由于泥浆含水，可以分几次充填尽可能将泥浆充满容器。充满后封闭容器，泥浆在容器内进行自然干化，通过密封干化杀死泥中的病原体、寄生虫卵，钝化泥中的重金属。过程中可通过预留口对袋内泥浆进行观察检测，视天气状况，在一到三个月后打开并破除脱水固化容器，对处理后的泥就地处理，或外运作为营养土。固化后的泥土可以直接种植庄稼、绿化，也可用于河道边上休闲步道或防汛通道的垫层。
尤其是，将河道污泥用高压水枪或泵吸进行清於，将清於所得的泥浆泵送到泥浆缓冲池；从缓冲池将泥浆泵送到反应装置，通过加药模块向泥浆中加入特定药剂，使泥浆与药剂在反应装置里充分反应；反应后的泥浆通过管路进入到泥浆脱水固化模块，在固化模块中对泥浆进行腐熟发酵处理，钝化重金属，杀死病原微生物、寄生虫卵和杂草种子，处理后的泥浆可做肥料或营养土。
河道污泥通过排干水力冲挖清淤或泵吸式水下清淤方式将河道受污染的底泥经过加药泵送到容器里。
加药装置属于装配式结构，便于拆装、运输及反复利用；所述的加药装置由容器罐、搅拌机及加药泵、管路组成，可以是采用自动加药装置也可采用简易的装配式加药装置。
加药模块通过螺杆泵将药剂泵送到泥浆管路，在加药管路上设有流量计、流量调节阀门及防止药剂回流的止回阀。
反应装置属于装配式结构，便于拆装、运输及反复利用，所述的反应装置由u形盘管型组成，根据不同污泥性质和加药浓度选择反应所需时间来选择盘管长度，在反应装置末端设置泥浆检查孔和检测取样口。
脱水固化模块是一种生态脱水土管，可利用有限的临时场地就地泌水固化处理，无需脱水机械设备投入，无需电力动力配置，无需移动，污泥在脱水过程中为封闭操作，可避免产生二次污染，脱水处理后的淤泥可作为河湖的护坡泥土或农用、绿化和道路垫层用土；处理后的净水可达标排放或绿化回用。
尤其是，处理药剂为pam聚聚丙烯酰胺，药剂浓度2‰；污泥最大粒径20cmm，控制泥浆含水率在95％左右；泥浆泵流量为120m3/h，加药泵流量为5m3/h；u型旁管数量10组，泥浆脱水固化容器反应时间30天；实施结果包括：回退水质改善，高锰酸指数下降96.20％，化学需氧量下降96.30％，总磷下降95.63％，硫化物下降96.01％，透明度大为增高；污泥减容效果显著，一个月后含水率降为47.6％，减容效果达到50％以上，土壤中总铬、总镉、总铅、总砷、苯并(a)芘等重金属及有毒物指标均满足《农用污泥中污染物控制标准》gb4284-84规定的污泥农用限值，达到污泥无害化的效果。
本发明的优点和效果：通过引入加药装置、反应装置及泥浆脱水固化容器，实现污泥的减量化、稳定化、无害化及资源化处理。另一方面，经过物理化学反应实现污泥的减量化、稳定化、无害化及资源化处理，从内因和外源两方面对河道水环境的污染源进行处理，有效解决了传统河道治理污染底泥对环境的二次污染。无需大型设备及厂房投资，污泥脱水部分无需电力，具有节能减排优点。施工噪音低，不易造成二次污染，废水和污泥的处理减容效果好效率高，一个月内污泥体积基本上可减少50％以上，对后续的移除和处理更加简便。可以对污泥最大限度地消灭污泥中的病原体和致病菌。能去除污泥中有害病原体、重金属等污染物。工艺简单，易于操作，无需固定厂房，处理成本低，处理能力可灵活调节，适用范围广。
附图说明
图1为本发明实施例1中系统步骤示意框图。
具体实施方式
本发明原理在于，在传统河道冲於的基础上，引入加药装置、反应装置及泥浆脱水固化容器，实现污泥的减量化、稳定化、无害化及资源化处理。
本发明中，如附图1所示，系统包含河道清淤、泥浆泵送、加药装置、反应装置及泥浆脱水固化五个子模块；在城镇中小河道在线清淤污泥子模块中，连接泥浆泵送子模块与加药装置子模块，根据河道底泥性质分析选用高分子水处理用絮凝药剂，通过加药装置子模块将药剂投入到泥浆泵送系统，在反应装置子模块里使泥浆与药剂充分反应，最终在泥浆脱水固化子模块的脱水容器中固化实现泥水分离。
本发明中，在处理前，采集河道底泥做理化实验，根据河道底泥的性质配制处理药剂，并做药剂添加实验，确定用药浓度，采集原河水做本底测验；将泥浆泵送管路、加药装置、反应装置及污泥脱水固化容器按图进行连接，连接后泵送清水进行严密性实验，检查有无渗漏。对污泥固化容器做好防倾覆措施，在地面铺上一层滤水细沙，并在四周设置排水沟；对河道进行冲於，采用格栅拦网清除垃圾杂物将泥浆泵送到泥浆缓冲池，在泥浆缓冲池实时监控泥浆的含水率，调节使泥浆的含水率控制在95％以上；再将泥浆泵送经过加药反应后进入固化容器进行自然干化；加药装置设置两个加药罐，一备一用，通过螺杆泵、阀门控制药罐供药。加药罐设搅拌机，将药剂与水混合，其中，水为自来水或干净雨水，药剂浓度在千分之一到千分之五之间，搅拌30分钟左右，使药剂充分溶解；根据河道淤泥和水质化验分析结果，采用合适的高分子絮凝剂和重金属稳定剂；泵送的泥浆与药剂同时同时进入到u形盘管反应加装置进行混合反应，通过检查口检查泥浆反应效果，根据效果调整盘管长度，一般在8～10组。同时根据检查口中泥浆的状态，调节加药阀门及泥浆浓度，使泥浆反应效果达到最佳；泥浆进入脱水固化封闭容器，将泥浆填满容器，实现泥水分离，泥浆留在模块内；由于泥浆含水，可以分几次充填尽可能将泥浆充满容器。充满后封闭容器，泥浆在容器内进行自然干化，通过密封干化杀死泥中的病原体、寄生虫卵，钝化泥中的重金属。过程中可通过预留口对袋内泥浆进行观察检测，视天气状况，在一到三个月后打开并破除脱水固化容器，对处理后的泥就地处理，或外运作为营养土。固化后的泥土可以直接种植庄稼、绿化，也可用于河道边上休闲步道或防汛通道的垫层。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：将河道污泥用高压水枪或泵吸进行清於，将清於所得的泥浆泵送到泥浆缓冲池；从缓冲池将泥浆泵送到反应装置，通过加药模块向泥浆中加入特定药剂，使泥浆与药剂在反应装置里充分反应；反应后的泥浆通过管路进入到泥浆脱水固化模块，在固化模块中对泥浆进行腐熟发酵处理，钝化重金属，杀死病原微生物、寄生虫卵和杂草种子，处理后的泥浆可做肥料或营养土。
河道污泥通过排干水力冲挖清淤或泵吸式水下清淤方式将河道受污染的底泥经过加药泵送到容器里。
加药装置属于装配式结构，便于拆装、运输及反复利用；所述的加药装置由容器罐、搅拌机及加药泵、管路组成，可以是采用自动加药装置也可采用简易的装配式加药装置。
加药模块通过螺杆泵将药剂泵送到泥浆管路，在加药管路上设有流量计、流量调节阀门及防止药剂回流的止回阀。
反应装置属于装配式结构，便于拆装、运输及反复利用，所述的反应装置由u形盘管型组成，根据不同污泥性质和加药浓度选择反应所需时间来选择盘管长度，在反应装置末端设置泥浆检查孔和检测取样口。
脱水固化模块是一种生态脱水土管，可利用有限的临时场地就地泌水固化处理，无需脱水机械设备投入，无需电力动力配置，无需移动，污泥在脱水过程中为封闭操作，可避免产生二次污染，脱水处理后的淤泥可作为河湖的护坡泥土或农用、绿化和道路垫层用土；处理后的净水可达标排放或绿化回用。
本发明实施例中，处理药剂为pam聚聚丙烯酰胺，药剂浓度2‰；污泥最大粒径20cmm，控制泥浆含水率在95％左右；泥浆泵流量为120m3/h，加药泵流量为5m3/h；u型旁管数量10组，泥浆脱水固化容器反应时间30天；实施结果包括：回退水质改善，高锰酸指数下降96.20％，化学需氧量下降96.30％，总磷下降95.63％，硫化物下降96.01％，透明度大为增高；污泥减容效果显著，一个月后含水率降为47.6％，减容效果达到50％以上，土壤中总铬、总镉、总铅、总砷、苯并(a)芘等重金属及有毒物指标均满足《农用污泥中污染物控制标准》gb4284-84规定的污泥农用限值，达到污泥无害化的效果。
实施例2：
本实施例为某市小河道综合整治工程。
1)实施条件；
处理前通过实验选定处理药剂为：pam聚丙烯酰胺，药剂浓度2‰。
河道清於采用高压水枪冲於，配一台10kw卧式泵，扬程40m,流量30m3/h，两支水枪供水。
泥浆输送系统所用泥浆泵为15kw液下泵，扬程15m,流量120m3/h。
加药装置所用加药泵为两台2.2kw螺杆泵，流量10m3/h,扬程15m,所用补水泵3kw潜水泵一台，扬程30m,流量15m3/h；所用搅拌机为2台1.5kw减速搅拌机。
反应段u型旁管数量：10组；
在泥浆泵外设滤网控制污泥最大泥径为20mm，使泥浆含水率在95％左右。
2)物料消耗；
本实施例中，处污泥水870m3,用时6天。物料人工消耗如下：药剂0.35t，合20000元/t，共计7000元，人工24工日。计4人6天,每人每天300元，共计7200元，耗电约720kw，按工业用电1元/kw，共计720元，污泥固化容器4个，合73529元，加药装置及反应段一组，包括pvc管：4798元，3m3加药罐两个:4118元，1.5kw搅拌机两台：3000元,螺杆泵2台:1650元，潜水泵1台：327元，耗材：213元，共计14106元，处理直接成本约118元/m3。
3)实施结果；
回退水质改善：高锰酸指数下降96.20％，化学需氧量下降96.30％，总磷下降95.63％，硫化物下降96.01％，透明度大为增高。
污泥减容效果好：一个月后含水率降为47.6％，处理后污泥体积约400方，减容效果达到50％以上，土壤中总铬、总镉、总铅、总砷、苯并(a)芘等重金属及有毒物指标均满足《农用污泥中污染物控制标准》gb4284-84规定的污泥农用限值，达到污泥无害化的效果。
实施例3：
本实施例为某市黑臭河道综合整治工程。
1)实施条件；
处理前通过实验选定处理药剂为：pam聚丙烯酰胺，药剂浓度2‰。
河道清於采用高压水枪冲於，配一台10kw卧式泵，扬程40m,流量30m3/h，给两支水枪供水。
泥浆输送系统所用泥浆泵为15kw液下泵，扬程15m,流量120m3/h。
加药装置所用加药泵为两台2.2kw螺杆泵，流量10m3/h,扬程15m,所用补水泵3kw潜水泵一台(扬程30m,流量15m3/h；所用搅拌机为2台2.2kw减速搅拌机。
反应段u型旁管数量：10组。
在泥浆泵外设滤网控制污泥最大泥径为20mm，使泥浆含水率在95％左右。
2.物料消耗；
本实施例共处理污泥水下850m3,用时6天。物料人工消耗如下：药剂0.42t(20000/t，共计8200元)，人工18工日，计4人6天,每人每天300元，共计7200元，耗电约750kw，按工业用电1元/kw，共计750元，污泥固化容器4个，以73529元，加药装置及反应段一组pvc管，以4798元，5m3加药罐两个:5124元，2.2kw搅拌机两台：3600元,螺杆泵2台:1650元，潜水泵1台：327元，耗材：250元，共计14106元，处理直接成本约124元/m3。
3)实施结果；
回退水质改善：高锰酸指数下降94.28％；化学需氧量下降93.25％；总磷下降96.28％；硫化物下降95.13％；透明度大为增高。
污泥减容效果好：
一个月后含水率降为48.6％，处理后污泥体积约420方，减容效果达到50％以上，土壤中总铬、总镉、总铅、总砷、苯并(a)芘等重金属及有毒物指标均满足《农用污泥中污染物控制标准》gb4284-84规定的污泥农用限值，达到污泥无害化的效果。
实施例4：
本实施例为某海湾大学城周边水系工程。
1)实施条件；
处理前通过实验选定处理药剂为：pam聚丙烯酰胺，药剂浓度2‰。
河道清於采用高压水枪冲於，配一台10kw卧式泵，扬程40m,流量30m3/h，给两支水枪供水。
泥浆输送系统所用泥浆泵为15kw液下泵，扬程15m,流量120m3/h。
加药装置所用加药泵为两台2.2kw螺杆泵，流量10m3/h,扬程15m,所用补水泵3kw潜水泵一台，扬程30m,流量15m3/h；所用搅拌机为2台2.2kw减速搅拌机。
反应段u型旁管数量：10组。
在泥浆泵外设滤网控制污泥最大泥径为20mm，使泥浆含水率在95％左右。
2)物料消耗；
本实施例共处理污泥水下方900m3,用时6天。物料人工消耗如下：药剂0.5t，计20000元/t，共计10000元，人工24工日，以4人6天,每人每天300元，共计7200元，耗电约780kw，按工业用电1元/kw，共计780元，污泥固化容器4个合73529元，加药装置及反应段一组，pvc管：4798元，5m3加药罐两个:5124元，2.2kw搅拌机两台：3600元,螺杆泵2台:1650元，潜水泵1台：327元，耗材：250元，共计14106元，处理成本约119元/m3。
3)实施结果；
回退水质改善：高锰酸指数下降95.46％；化学需氧量下降92.38％；总磷下降94.35％；硫化物下降92.18％；透明度大为增高。
污泥减容效果好：
一个月后含水率降为50.8％，处理后污泥体积约400方，减容效果达到50％以上，土壤中总铬、总镉、总铅、总砷、苯并(a)芘等重金属及有毒物指标均满足《农用污泥中污染物控制标准》gb4284-84规定的污泥农用限值，达到污泥无害化的效果。