本发明属于淤泥处理
技术领域：
，具体涉及一种城市河道淤泥处理方法。
背景技术：
：随着社会的快速发展，环境污染问题日益严重，城市污水处理工程也相应发展起来，污水处理过程中的副产物淤泥总量也在快速增加。随着城市各种各样的企业发展，导致城市河道的淤泥成分十分复杂，不仅含有丰富的有机质，n、p、k及其他植物生长所必须的微量营养元素，也含有难降解的有机物、重金属、病原微生物和寄生虫卵等。这些淤泥长期沉积在城市河道中很容易对环境造成更为严重二次污染。传统的河道清淤是通过机械设备，将沉积河底的淤泥吹搅成混浊的水状，随河水流走，从而起到疏通的作用，而对清理出来的淤泥则对其进行固化、脱水、稳定、干化或焚烧等处理。专利文献cn106565072a公开了一种淤泥处理方法，所述处理方法包括：s1吸泥装置将淤泥吸入吸泥装置中；s2一管道将所述吸泥装置中的淤泥输送至一处理设备；s3所述处理设备的振动筛将淤泥中的杂物筛除变成污水；s4所述处理设备的浓缩装置对污水进行絮凝处理，使污水变为污泥；s5所述处理设备的脱水装置对所述污泥进行脱水处理，使污泥变为干泥。该淤泥处理方法是通过吸泥装置直接将淤泥从河道中打捞出来，并通过处理设备将淤泥絮凝、脱水，使淤泥变成干泥，便于运输，方便后续利用。专利文献cn105859068a公开了一种淤泥处理工艺，所述的淤泥处理工艺包括以下步骤：1)除杂：使用多级格栅滤除去淤泥中的垃圾；2)预处理：利用三级淤泥沉淀池对淤泥进行预处理，得到第一、二、三级淤泥沉淀池中的淤泥、经三级淤泥沉淀池沉淀后的淤泥浆体和上清液；3)固化处理：分别采用拌合固化、脱水固化方法对第一、二、三级淤泥沉淀池中的淤泥和淤泥浆体进行脱水固化，得淤泥固化土a、b；4)堆放陈化：将淤泥固化土a、b运至临时堆放场，陈化3～7天，完成处理。该淤泥处理工艺能同时处理颗粒和粘度较大、含水少的淤泥，以及颗粒细、有机物和含水量多的淤泥浆体，尤其适合应用于成分复杂、宽粒配、含水率差异大的河道淤泥。然而上述的方法只是对城市河道淤泥进行了物理的脱水处理，淤泥中的重金属及其大量有害微生物反而富集在处理后的干泥中，不利于后续的再次资源化利用，若是将这些干泥堆放着处理，也会对环境造成二次污染。随着对城市河道淤泥的研究深入，越来越多的淤泥处理工艺采用化学处理剂，用于提高河道淤泥的资源化利用率。专利文献cn104058568a公开了一种泥浆淤泥处理方法，所述方法包括：(1)将泥浆淤泥输送到集浆池中，流入集浆池中的泥浆淤泥在集浆池内进行过滤，直径大于3mm的垃圾由捞毛机清理出集浆池，过滤后的泥浆淤泥在集浆池内得到充分的搅拌；(2)加聚合氧化铝和水，(3)加聚丙烯酰胺和水，(4)在调理罐二内得到充分搅拌后的泥浆淤泥通过螺杆泵被输送到压滤机中，(5)在压滤机脱水后压滤水排出，泥浆淤泥形成泥饼；(6)饼被输送带送出。该处理方法脱水效果好，处理效率高，处理成本低，有利于大规模推广利用。然而，该处理方法无法满足成分复杂的城市河道淤泥的处理要求。技术实现要素：为了解决现有技术中城市河道淤泥处理工艺存在的缺陷。本发明的目的在于提供一种城市河道淤泥处理方法，以解决上述缺陷。本发明提供了一种城市河道淤泥处理方法，包括以下步骤：s1将河道中的淤泥收集放置于堆放池中，清除淤泥的杂质，浓缩后并搅浆，得泥浆；s2往步骤s1得到的泥浆中加入羟丙基甲基纤维素，搅拌25～35min，得泥浆i；s3将磷酸溶液均匀的喷洒于步骤s2得到的泥浆i表面，接着加入高锰酸钾，静置20～30min，得泥浆ii；s4将羟乙基乙二胺加入步骤s3得到的泥浆ii中，搅拌均匀，静置6～10min，得泥浆iii；s5往步骤s4得到的泥浆iii中加入固化剂，搅拌均匀，静置20～30min，脱水，即得。进一步地，所述步骤s2中的羟丙基甲基纤维素的添加量为泥浆总重量的2～4％。进一步地，所述步骤s3中的磷酸溶液与泥浆的液固比为0.8ml:1g。进一步地，所述步骤s3中的磷酸溶液的浓度为体积浓度为20～30％的磷酸水溶液。进一步地，所述步骤s3中的高锰酸钾与磷酸溶液的固液比为1g:6ml。进一步地，所述步骤s4中的羟乙基乙二胺的添加量为磷酸溶液总体积的0.08～0.12％。进一步地，所述步骤s5中的固化剂的添加量为泥浆总重量的3～6％。进一步地，所述步骤s5中的固化剂由以下成分及其重量份数组成：硅藻土25～35份、海泡石18～24份、超支化聚氨酯低聚物12～16份、聚合硫酸铝6～10份、硅酸钠10～16份、硫酸钠6～10份和磷酸钙5～10份。进一步地，所述步骤s5中的固化剂由以下成分及其重量份数组成：硅藻土25份、海泡石22份、超支化聚氨酯低聚物14份、聚合硫酸铝8份、硅酸钠12份、硫酸钠8份和磷酸钙6份。目前，对于城市河道淤泥的处理方法大多采用物理设备或者是化学固化剂或者絮凝剂对其进行脱水处理。但随着对城市河道淤泥的研究深入，发现城市河道淤泥的成分十分复杂，其不仅含水量高，而且还含有大量的难降解的有机物、重金属、病原微生物和寄生虫卵等，而且通过对城市河道淤泥中的重金属化学形态的分析中发现，城市河道淤泥中的重金属70％以上是以难溶性的硫化物形式存在，一般的化学吸附无法除去淤泥中的金属硫化物。因此，目前的淤泥处理工艺不能满足城市河道淤泥的处理要求。为了解决上述问题，本发明人经过大量的试验探索和研究，提供了一种能解决上述缺陷的城市河道淤泥处理方法，所述处理方法是先添加羟丙基甲基纤维素对泥浆进行处理，将淤泥中的金属硫化物粘贴聚集起来，接着加入磷酸和高锰酸钾将聚集后的金属硫化物转化为离子形态溶出，接着再加入羟乙基乙二胺与淤泥中的磷酸反应生成磷酸醇胺类物质，用于去除淤泥中的细菌和病毒等有害微生物，最后加入自制的固化剂进行处理。经本发明提供的城市河道淤泥处理方法处理后的淤泥具有含水率低，抗压强度高，有机物含量和重金属含量低的优点，同时，该处理方法还可以大大降低淤泥滤液的浊度、吸光度、固体悬浮物含量和粒径，可以有效的改善淤泥滤液的水质，减少环境污染，达到环保的效果。本发明提供的城市河道淤泥处理方法首先添加羟丙基甲基纤维素对泥浆进行搅拌处理，在搅拌过程中，羟丙基甲基纤维素可以充分的粘贴住淤泥中的金属硫化物，静置后羟丙基甲基纤维素在泥浆表面形成一层粘贴满金属硫化物的黏膜，达到将金属硫化物聚集的作用。接着本发明加入特定浓度的磷酸和高锰酸钾，在高锰酸钾的作用下，磷酸可以快速的将聚集在羟丙基甲基纤维素黏膜表面的金属硫化物转化为离子态的可溶性重金属，便于不溶性重金属化合物的除去，从而提高城市河道淤泥重金属的去除率。同时，加入的高猛酸钾可以降解城市河道淤泥中的含有大量的多环芳烃有机物、大量的苯环和偶氮类有机物等大分子有机物，可以有效的降低城市河道淤泥中的有机物含量。另外，为了解决目前采用酸化法去除重金属后需要大量的水和石灰来冲洗或中和淤泥的缺陷。本发明加入羟乙基乙二胺与磷酸进行反应，生成的磷酸醇胺类物质是一类烷基磷酸胺盐，其中p-o-h与氨分子以配位键结合，生成p-o-nh4，其中带正电荷的nh4(+)可以吸附带阴电的细菌和病毒等有害微生物，破坏细菌和病毒等有害微生物的细胞膜，最终导致有害微生物菌体自溶死亡，带正电荷的nh4(+)还可以破坏蛋白质的氢键，从而使菌体蛋白变性而沉淀，从而达到去除城市河道淤泥中有害微生物的作用。而且本发明先采用羟丙基甲基纤维素对泥浆中的金属硫化物进行聚集，还可以大大降低磷酸的用量而达到同样的效果。进一步地，本发明提供的城市河道淤泥处理方法还添加了自制的固化剂，其可以提高城市河道淤泥的抗压强度和硬度，降低淤泥的含水率和重金属的含量。发明人经过大量的摸索试验发现，将硅藻土和海泡石按一定比例复合使用可以很好的吸附城市河道淤泥的水分、降解后的有机物和自溶死亡的菌体，所述固化剂中的聚合硫酸铝是复合型高分子聚合物，分子结构庞大，吸附能力强，对酸化后的泥浆具有更好的吸附和絮凝效果，三者复合使用可以完全清除城市河道淤泥的水分和有害分成。另外，所述固化剂中的超支化聚氨酯低聚物分子呈椭球状，无缠结，具有许多孔道可以快速吸附淤泥中游离的重金属离子，而且该超支化聚氨酯低聚物结构中的酯基和酰胺基具有较强的电子给予能力，可以与吸附在孔道中的金属离子配合，可以避免吸附后的重金属离子再次游离到淤泥中，有效的提高城市河道淤泥重金属离子的去除率。进一步地，本发明人意外的发现，本发明提供的超支化聚氨酯低聚物还可以提高城市河道淤泥的强度。本发明提供的超支化聚氨酯低聚物在固化剂体系中通过一定的电荷排斥原理或高分子位阻效应可以起增强淤泥的强度的作用。此外，所述固化剂中的硅酸钠、硫酸钠和磷酸钙改变土壤中的物质架构，改善土壤的性质，使土壤易于固化，增加淤泥的防水性。与现有技术相比，本发明提供的城市河道淤泥处理方法具有以下优势：(1)本发明提供的城市河道淤泥处理方法具有脱水效果好，可以有效去除淤泥中的有害微生物，降低重金属含量的优点，可以满足城市河道淤泥的处理要求；(2)本发明提供的城市河道淤泥处理方法还可以提高城市河道淤泥的抗压强度，且有害成分含量低，可循环利用，无需再次处理，节约成本；(3)本发明提供的城市河道淤泥处理方法还可以改善淤泥滤液的水质，减少环境的污染，是一种环保、无污染的的城市河道淤泥处理方法，有利于大规模的推广和应用。具体实施方式：以下通过具体实施方式的描述对本发明作进一步说明，但这并非是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的范围之内。实施例1、一种城市河道淤泥处理方法s1将河道中的淤泥收集放置于堆放池中，清除淤泥的杂质，浓缩后并搅浆，得泥浆；s2往步骤s1得到的泥浆中加入羟丙基甲基纤维素，所述羟丙基甲基纤维素的添加量为泥浆总重量的2％，搅拌35min，得泥浆i；s3将磷酸溶液均匀的喷洒于步骤s2得到的泥浆i表面，所述磷酸溶液与泥浆的液固比为0.8ml:1g，所述磷酸溶液的浓度为体积浓度为20％的磷酸水溶液，接着加入高锰酸钾，所述高锰酸钾与磷酸溶液的固液比为1g:6ml，静置30min，得泥浆ii；s4将羟乙基乙二胺加入步骤s3得到的泥浆ii中，所述羟乙基乙二胺的添加量为磷酸溶液总体积的0.08％，搅拌均匀，静置10min，的泥浆iii；s5往步骤s4得到的泥浆iii中加入固化剂，所述固化剂的添加量为泥浆总重量的6％搅拌均匀，所述固化剂由硅藻土25份、海泡石18份、超支化聚氨酯低聚物12份、聚合硫酸铝6份、硅酸钠10份、硫酸钠6份和磷酸钙5份组成，静置30min，脱水，即得。实施例2、一种城市河道淤泥处理方法s1将河道中的淤泥收集放置于堆放池中，清除淤泥的杂质，浓缩后并搅浆，得泥浆；s2往步骤s1得到的泥浆中加入羟丙基甲基纤维素，所述羟丙基甲基纤维素的添加量为泥浆总重量的3％，搅拌30min，得泥浆i；s3将磷酸溶液均匀的喷洒于步骤s2得到的泥浆i表面，所述磷酸溶液与泥浆的液固比为0.8ml:1g，所述磷酸溶液的浓度为体积浓度为30％的磷酸水溶液，接着加入高锰酸钾，所述高锰酸钾与磷酸溶液的固液比为1g:6ml，静置25min，得泥浆ii；s4将羟乙基乙二胺加入步骤s3得到的泥浆ii中，所述羟乙基乙二胺的添加量为磷酸溶液总体积的0.10％，搅拌均匀，静置8min，的泥浆iii；s5往步骤s4得到的泥浆iii中加入固化剂，所述固化剂的添加量为泥浆总重量的4％搅拌均匀，所述固化剂由硅藻土25份、海泡石22份、超支化聚氨酯低聚物14份、聚合硫酸铝8份、硅酸钠12份、硫酸钠8份和磷酸钙6份组成，静置25min，脱水，即得。实施例3、一种城市河道淤泥处理方法s1将河道中的淤泥收集放置于堆放池中，清除淤泥的杂质，浓缩后并搅浆，得泥浆；s2往步骤s1得到的泥浆中加入羟丙基甲基纤维素，所述羟丙基甲基纤维素的添加量为泥浆总重量的4％，搅拌25min，得泥浆i；s3将磷酸溶液均匀的喷洒于步骤s2得到的泥浆i表面，所述磷酸溶液与泥浆的液固比为0.8ml:1g，所述磷酸溶液的浓度体积浓度为30％的磷酸水溶液，接着加入高锰酸钾，所述高锰酸钾与磷酸溶液的固液比为1g:6ml，静置20min，得泥浆ii；s4将羟乙基乙二胺加入步骤s3得到的泥浆ii中，所述羟乙基乙二胺的添加量为磷酸溶液总体积的0.12％，搅拌均匀，静置6min，的泥浆iii；s5往步骤s4得到的泥浆iii中加入固化剂，所述固化剂的添加量为泥浆总重量的3％搅拌均匀，所述固化剂由硅藻土35份、海泡石24份、超支化聚氨酯低聚物16份、聚合硫酸铝10份、硅酸钠16份、硫酸钠10份和磷酸钙10份组成，静置20min，脱水，即得。对比例1、一种城市河道淤泥处理方法s1将河道中的淤泥收集放置于堆放池中，清除淤泥的杂质，浓缩后并搅浆，得泥浆；s2将磷酸溶液均匀的喷洒于步骤s1得到的泥浆表面，所述磷酸溶液与泥浆的液固比为0.8ml:1g，所述磷酸溶液的浓度为体积浓度为30％的磷酸水溶液，接着加入高锰酸钾，所述高锰酸钾与磷酸溶液的固液比为1g:6ml，静置25min，得泥浆i；s3将羟乙基乙二胺加入步骤s2得到的泥浆i中，所述羟乙基乙二胺的添加量为磷酸溶液总体积的0.10％，搅拌均匀，静置8min，的泥浆ii；s4往步骤s3得到的泥浆ii中加入固化剂，所述固化剂的添加量为泥浆总重量的4％搅拌均匀，所述固化剂由硅藻土25份、海泡石22份、超支化聚氨酯低聚物14份、聚合硫酸铝8份、硅酸钠12份、硫酸钠8份和磷酸钙6份组成，静置25min，脱水，即得。与实施例2的区别在于：没有添加羟丙基甲基纤维素。对比例2、一种城市河道淤泥处理方法与实施例2的区别在于：将步骤s3中的磷酸换成盐酸，所述盐酸的浓度为体积浓度为10％的盐酸水溶液，其余步骤与实施例2类似。对比例3、一种城市河道淤泥处理方法s1将河道中的淤泥收集放置于堆放池中，清除淤泥的杂质，浓缩后并搅浆，得泥浆；s2往步骤s1得到的泥浆中加入羟丙基甲基纤维素，所述羟丙基甲基纤维素的添加量为泥浆总重量的3％，搅拌30min，得泥浆i；s3将磷酸溶液均匀的喷洒于步骤s2得到的泥浆i表面，所述磷酸溶液与泥浆的液固比为0.8ml:1g，所述磷酸溶液的浓度体积浓度为30％的磷酸水溶液，接着加入高锰酸钾，所述高锰酸钾与磷酸溶液的固液比为1g:6ml，静置25min，得泥浆ii；s4往步骤s3得到的泥浆ii中加入固化剂，所述固化剂的添加量为泥浆总重量的4％搅拌均匀，所述固化剂由硅藻土25份、海泡石22份、超支化聚氨酯低聚物14份、聚合硫酸铝8份、硅酸钠12份、硫酸钠8份和磷酸钙6份组成，静置25min，脱水，即得。与实施例2的区别在于：没有添加羟乙基乙二胺。对比例4、一种城市河道淤泥处理方法与实施例2的区别在于：将所述步骤s5中的固化剂中的超支化聚氨酯低聚物替换为乙二胺四乙酸，其余步骤与实施例2类似。试验例一、处理后城市河道淤泥的性能测定试验1、测试方法：取广州市污染较为严重的河涌淤泥作为检测样品，采用实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3和对比例4提供的城市河道淤泥处理方法进行处理，测定处理后的淤泥含水率和抗压强度。(1)含水率的测定：将经实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3和对比例4提供的城市河道淤泥处理方法处理后的淤泥置于垫有滤纸的培养皿中称重，并在105℃烘箱中恒温烘干至恒重，取出冷却后称量，计算固化后淤泥的含水率。其中，固化后淤泥含水率的计算公式为：a＝(w1+w2-w3)/(w2-w4)×100％，a-固化后淤泥含水率，％；w1-培养皿质量，g；w2-固化后淤泥和滤纸的质量，g；w3-105℃后干燥后固化淤泥、滤纸和培养皿的质量，g；w4-滤纸的质量，g。(2)抗压强度的测定：参考cj/t3073-1998中规定的测定方法测定经实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3和对比例4提供的城市河道淤泥处理方法处理后的淤泥的抗压强度。2、试验结果试验结果如表1所示。表1处理后城市河道淤泥的性能测定试验由表1可知，经本发明实施例1～3提供的城市河道淤泥处理方法处理后的淤泥含水率小于18％，抗压强度大于5mpa。而经对比例1～4提供的城市河道淤泥处理方法处理后的淤泥的淤泥含水率升高，抗压强度降低。说明本发明提供的提供的城市河道淤泥处理方法的脱水效果好，同时还可以增强处理后淤泥的抗压强度，有利于后续的资源化处理。试验例二、处理后城市河道淤泥的重金属含量测定试验1、试验方法：取广州市污染较为严重的河涌淤泥作为检测样品，参考国家《土壤环境质量标准》(gb15618-1995)的规定对经实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2和对比例4提供的城市河道淤泥处理方法处理后的淤泥中汞、砷、铬、铜、铅、镉、锌和镍含量进行检测，以无处理的检测样品作为对照组。2、试验结果：试验结果如表2所示。表2处理后城市河道淤泥的重金属含量测定试验由表2可知，经本发明实施例1～3提供的城市河道淤泥处理方法处理后的淤泥的重金属含量符合国家《土壤环境质量标准》(gb15618-1995)的规定(iii类)，说明本发明提供的城市河道淤泥处理方法可以有效的提高城市河道淤泥重金属含量的去除率，更有利于后续淤泥的资源化处理。试验例三、处理后城市河道淤泥的滤液测定试验1、试验方法：取广州市污染较为严重的河涌淤泥作为检测样品，采用实施例1、实施例2、实施例3对比例1、对比例2、对比例3和对比例4提供的城市河道淤泥处理方法进行处理，测定处理后的淤泥滤液，测定滤液的浊度、吸光度、固体悬浮物含量、粒径和cod值。其中，滤液的浊度利用wgz-3浊度仪进行测定；滤液的吸光度利用723g分光光度计进行测定；滤液的固体悬浮物含量测定参考gb11901-89的测定方法进行测定；滤液粒径利用颗粒度计数器进行测；cod值测定参考hj/t399-2007进行测定。2、试验结果：试验结果如表3所示。表3处理后城市河道淤泥的滤液测定试验浊度(ntu)吸光度(a)固体悬浮物含量(mg/l)粒径(nm)cod(mg/l)实施例13.860.0084.84157.412实施例23.040.0073.94005.410实施例33.980.0085.04200.814对比例17.450.0266.54989.423对比例27.060.0386.24653.865对比例36.880.0305.94387.558对比例45.240.0235.84215.735由表3可知，经本发明实施例1～3提供的城市河道淤泥处理方法处理后的淤泥滤液可以大大的降低淤泥滤液的浊度、吸光度、固体悬浮物含量和滤液粒径，而且处理后的滤液水质cod值低，处理后的水质可反复循环利用。说明本发明提供的城市河道淤泥处理方法可以有效的改善淤泥滤液的水质，减少环境污染，是一种成本低、环保的城市河道淤泥处理方法，有利于大规模的推广和应用。当前第1页12