淤泥生态处理方法与流程

1.本发明涉及淤泥处理方法技术领域，尤其涉及一种淤泥生态处理方法。


背景技术：

2.湖泊中水一般是经雨水以及山体中的水流入，而雨水和山体水中常带有灰尘和泥土，经沉淀后在湖泊中形成淤泥。随着时间的推移，湖泊的面积因淤泥增加而减小，蓄水能力减弱，当大雨来临时，淤泥淤积会导致泄流不畅，甚至将会使洪水直接冲击河堤，严重的威胁当地居民的生命与财产安全。一些淤泥中还存在着污染物质，从而引起湖泊水体污染，导致湖泊自净能力下降,水体内的生物存活率降低。在我国，淤泥通常是作为废弃物在农田、水塘等地集中堆放，若不加以妥善处理，则会长期占用大量土地，造成一系列的社会问题，并且存在环境污染危害，如何处理疏浚淤泥是一个值得重视的问题。
3.目前对于中小型水域，主要的清淤方式是把其中的水抽干，直接在无水的情况下，用挖掘机或清淤机进行清淤工作，工程量既大又繁琐，而且还会使清淤目标在较长一段时间内不能进行工作生产，造成了一定的经济损失，生产效率低，劳动强度大，方法原始，而且在很多情况下，由于河床地深、地形的原因，而无法使用大型工程机械，进行机械作业。大部分的研究还是集中在用工业废料作为辅助固化剂、辅助水泥、生石灰固化疏浚淤泥，通常这些复合固化剂的效果要优于单掺水泥或生石灰，但是这种方法对工业废料的消耗是极其有限的，固化成本上也仅小幅改善，并且容易产生二次污染。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种淤泥生态处理方法，旨在不清淤的前提下，对淤泥进行处理，并稳固隔绝。
5.为实现上述目的，本发明提供一种淤泥生态处理方法，包括以下步骤：
6.抽干湿地内部水后，在湿地距离护岸预设距离处施打木桩形成一个封闭区域；
7.将木桩围合形成的封闭区域内的淤泥放置部分于木桩和护岸形成的外围区域中，将封闭区域内和外围区域的塘底淤泥均进行平整处理并施放淤泥固化剂；
8.在平整施料处理后的塘底淤泥上方铺设隔离垫；
9.在隔离垫上方覆盖一层种植土；
10.在种植土上栽植水生植物。
11.优选地，所述隔离垫的厚度为25mm～35mm，种植土的厚度为10cm～15cm。
12.优选地，所述隔离垫为土工布、防水毯或棕毛垫。
13.优选地，所述水生植物选自马来眼子菜、伊乐藻、矮型苦草和刺苦草中的一种或多种。
14.优选地，所述水生植物的种植密度为8株/m2～12株/m2。
15.优选地，在平整施料处理后的塘底淤泥上方铺设隔离垫时，将护岸靠近湿地一侧也铺设隔离垫。
16.优选地，所述木桩埋入土体长度为4m～6m。
17.优选地，所述在湿地距离护岸预设距离处施打木桩形成一个封闭区域后，对木桩靠近护岸一侧覆盖防水毯。
18.优选地，木桩和护岸边界之间的距离为4m～6m，木桩至少采用两层木桩，
19.优选地，木桩围成的封闭区域内种植有挺水植物，木桩和护岸形成的外围区域中种植有沉水植物。
20.本发明提出的淤泥生态处理方法，其有益效果如下：
21.(1)本淤泥生态处理方法基于植物修复技术，可以根据河道、湖泊岸边的地形灵活地进行工程建设，通过植物的蒸腾和吸收作用、填料的过滤和吸附作用、及微生物的降解作用，有效实现淤泥的无害化处理；
22.(2)本淤泥生态处理方法可以根据河道、湖泊岸边的地形灵活地进行工程建设，实现淤泥的就地处理，不需要将淤泥外运再进行集中处理，建设投资成本低；
23.(3)本淤泥生态处理方法采用物理、化学和生物相配合的方法，能够长久高效对水质进行净化，实验数据显示，采用本发明提供的控制方法处理后的湿地，出水的cod、tn、tp、氨氮、等污染物浓度低，达到三类水质标准，可直接排入河道/湖泊中，且各污染物去除率皆达到75％以上；
24.(4)本淤泥生态处理方法利用淤泥的富营养特性、采用一定的植物种植方法、选择合适的植物品种搭配，迅速营建植物群落，维持生物多样性，营造良好的景观效果，从而美化河道或湖泊环境同时完成对淤泥的治理工作，不仅简单、方便、就近处理、低能耗、低成本、环保，而且能在此基础上营造不同的景观风格。
附图说明
25.图1为本发明淤泥生态处理方法在实施时的结构示意图；
26.图2为本发明淤泥生态处理方法的流程结构示意图。
27.图中，1-种植土；2-棕毛垫；3-塘底淤泥；4-水位线；5-水生植物；6-防水毯；7-杉木桩；8-回填淤泥。
28.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
29.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
30.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.参照图1和图2，本发明提出一种淤泥生态处理方法，包括以下步骤：
32.步骤s10，抽干湿地内部水后，在湿地距离护岸预设距离处施打木桩形成一个封闭区域；
33.步骤s20，将木桩围合形成的封闭区域内的淤泥放置部分(放置部分指的是还保留
一部分淤泥于封闭区域内，其它的运输至外围区域中)于木桩和护岸形成的外围区域中，将封闭区域内和外围区域的塘底淤泥均进行平整处理(可采用挖掘机进行湿地底泥的平整)并施放淤泥固化剂(外围区域和封闭区域内的淤泥均施放淤泥固化剂)；
34.步骤s30，在平整施料处理后的塘底淤泥上方铺设隔离垫；
35.步骤s40，在隔离垫上方覆盖一层种植土1；
36.步骤s50，在种植土1上栽植水生植物5。
37.步骤s30中，隔离垫的厚度为25mm～35mm，种植土1的厚度为10cm～15cm。隔离垫为土工布、防水毯6或棕毛垫2。
38.淤泥固化剂采用现有技术常规淤泥固化剂即可。淤泥固化剂可以杀灭潜藏和繁生于淤泥中的鱼类寄生虫、病菌和对鱼类有害的昆虫及其幼虫等；中和淤泥中的各种有机酸，改变酸性环境，使池塘呈微碱性反应；可使被淤泥吸收固定的营养盐交换释放，增加池水肥度；可提高池水的碱度和硬度，增加缓冲能力。利用隔离垫和种植土的结构铺设于湿地底部，起到隔绝下底层泥，进一步稳固淤泥的作用，减少人工清淤及淤泥外处理工作量。
39.具体地，水生植物5的种植时间为30～45天(种植时间包括施工工期和后期维护时间，后期塘内蓄水至设计水位后，不需再进行浇灌)，水生植物5选自马来眼子菜、伊乐藻、矮型苦草和刺苦草中的一种或多种。水生植物5的种植密度为8株/m2～12株/m2。
40.进一步地，步骤s30中，在平整施料处理后的塘底淤泥上方铺设隔离垫时，将护岸靠近湿地一侧也铺设隔离垫。隔离垫的作用是隔绝剩余的底泥，进一步减少底泥有害物质的释放。
41.预选隔离垫为棕毛垫2，棕毛垫2的透气性和透水性更好，由天然的材料制作而成,不仅足够的厚度能够有效的隔离底泥，还能对植物的根系起到保护作用，促进植物生根，避免了直接在底泥上种植植物导致的植物根系腐烂的情况发生。优选地，棕毛垫2的长度为10m，宽度为2.5m，厚度为30mm。
42.进一步地，在湿地距离护岸预设距离处施打木桩形成一个封闭区域后，对木桩靠近护岸一侧覆盖防水毯6，防水毯6起到隔绝护岸淤泥的作用。
43.木桩埋入土体长度为4m～6m。木桩和护岸边界之间的距离为4m～6m，木桩至少采用两层木桩。如可采用直径20cm，长6m的杉木桩7，施打至湿地边界5m除，杉木桩7埋入土体长度4-6m，露出部分对靠近护岸一侧覆盖规格5000g的膨润土防水毯6，从而起到隔绝护岸淤泥的作用。
44.湿地植物是人工湿地处理系统中不可缺少的一部分，不但直接吸收利用污水中的氮、磷等营养物质和富集污水中的重金属等有害物质，还能输送氧气到根区，提供根区微生物生长、繁殖和降解对氧的需求，同时也能维持和加强湿地系统内的水力传导力。优选地，水生植物5为上述四种植物的组合。
45.对湿地内底泥进行处理，从根源上减少了底泥中有害物质的施放：铺设隔离垫隔绝下层底泥，进一步抑制底泥中有害物质的释放，提高植物的存活率：利用上述步骤配合，有效对淤泥进行处理稳固。
46.下面将结合实施例、对比例及实验数据对本发明淤泥生态处理方法进行详细说明。
47.实施例1
48.步骤一：抽干湿地内部水后，在湿地距离护岸预设距离处施打木桩形成一个封闭区域，将木桩围合形成的封闭区域内的淤泥放置部分于木桩和护岸形成的外围区域中，将封闭区域内和外围区域的塘底淤泥均进行平整处理并施放淤泥固化剂；
49.步骤二：在湿地底部剩余底泥上铺设一层棕毛垫2，棕毛垫2长10m、宽2.5m、厚30mm；
50.步骤三：在棕毛垫2上方覆盖一层10cm厚的种植土1；
51.步骤四：进行植物种植和进水，种植植物选择马来眼子菜、伊乐藻、矮型苦草和刺苦草，密度12株/m2。
52.实施例2
53.步骤一：抽干湿地内部水后，在湿地距离护岸预设距离处施打木桩形成一个封闭区域，将木桩围合形成的封闭区域内的淤泥放置部分于木桩和护岸形成的外围区域中，将封闭区域内和外围区域的塘底淤泥均进行平整处理并施放淤泥固化剂；
54.步骤二：在湿地底部剩余底泥上铺设一层棕毛垫2，棕毛垫2长10m、宽2.5m、厚30mm；
55.步骤三：在棕毛垫2上方覆盖一层10cm厚的种植土1；
56.步骤四：进行植物种植和进水，种植植物选择马来眼子菜、伊乐藻、矮型苦草和刺苦草，密度8株/m2。
57.对比例1
58.步骤一：抽干湿地内部水后，在湿地距离护岸预设距离处施打木桩形成一个封闭区域，将木桩围合形成的封闭区域内的淤泥放置部分于木桩和护岸形成的外围区域中，将封闭区域内和外围区域的塘底淤泥均进行平整处理并施放淤泥固化剂；
59.步骤二：在湿地底部剩余底泥上铺设一层棕毛垫2，棕毛垫2长10m、宽2.5m、厚10mm；
60.步骤三：在棕毛垫2上方覆盖一层10cm厚的种植土1；
61.步骤四:进行植物种植和进水，种植植物选择马来眼子菜、伊乐藻、矮型苦草和刺苦草，密度12株/m2。
62.对比例2
63.步骤一：抽干湿地内部水后，在湿地距离护岸预设距离处施打木桩形成一个封闭区域，将木桩围合形成的封闭区域内的淤泥放置部分于木桩和护岸形成的外围区域中，将封闭区域内和外围区域的塘底淤泥均进行平整处理并施放淤泥固化剂；
64.步骤二：在湿地底部剩余底泥上铺设一层棕毛垫2，棕毛垫2长10m、宽2.5m、厚20mm；
65.步骤三：在棕毛垫2上方覆盖一层10cm厚的种植土1；
66.步骤四：进行植物种植和进水，种植植物选择马来眼子菜、伊乐藻、矮型苦草和刺苦草，密度12株/m2。
67.对比例3
68.步骤一：抽干湿地内部水后，在湿地距离护岸预设距离处施打木桩形成一个封闭区域，将木桩围合形成的封闭区域内的淤泥放置部分于木桩和护岸形成的外围区域中，将封闭区域内和外围区域的塘底淤泥均进行平整处理并施放淤泥固化剂；
69.步骤二：在湿地底部剩余底泥上铺设一层棕毛垫2，棕毛垫2长10m，宽2.5m，厚30mm；
70.步骤三：在棕毛垫2上方覆盖一层15cm厚的种植土1；
71.步骤四：进行植物种植和进水，种植植物选择马来眼子菜、伊乐藻、矮型苦草和刺苦草，密度12株/m2。
72.对比例4
73.步骤一：抽干湿地内部水后，在湿地距离护岸预设距离处施打木桩形成一个封闭区域，将木桩围合形成的封闭区域内的淤泥放置部分于木桩和护岸形成的外围区域中，将封闭区域内和外围区域的塘底淤泥均进行平整处理并施放淤泥固化剂；
74.步骤二：在湿地底部剩余底泥上铺设一层棕毛垫2，棕毛垫2长10m、宽2.5m、厚30mm；
75.步骤三：在棕毛垫2上方覆盖一层20cm厚的种植土1；
76.步骤四：进行植物种植和进水，种植植物选择马来眼子菜、伊乐藻、矮型苦草和刺苦草，密度12株/m2。
77.对比例5
78.步骤一：抽干湿地内部水后，在湿地距离护岸预设距离处施打木桩形成一个封闭区域，将木桩围合形成的封闭区域内的淤泥放置部分于木桩和护岸形成的外围区域中，将封闭区域内和外围区域的塘底淤泥均进行平整处理并施放淤泥固化剂；
79.步骤二：在底泥上方覆盖一层10cm厚的种植土1；
80.步骤三：进行植物种植和进水，种植植物选择马来眼子菜、伊乐藻、矮型苦草和刺苦草，密度12株/m2。
81.根据实施例1-2、对比例1-5设置不同条件，经过30天后，采用采水器定点水深1m采样检测上覆水体的do、tp、nh3-n、cod等各项指标(单位：mg/l)。其中，测定溶解氧使用d08500便携式溶解氧仪，测定cod用重铬酸钾法，测定氨氮用钠式试剂光度法，测定总磷使用钼酸铵分光光度法。测试结果
82.如下表1:
83.表1实施例1方法处理后进行治理前后的水质指标
[0084][0085]
根据上表可知，实施例1所使用的淤泥生态处理方法对上覆水体中tp、nh3-n、cod的平均去除率分别达到93.5％、91.3％、78.5％，出水的cod、tn、tp等污染物浓度低，达到三类水质标准，这说明本淤泥生态处理方法能显著提高水体的自净化能力，展示出了优异的综合处理能力。
[0086]
采取同样的检测方法，对实施例2及对比例1-5进行检测上覆水体的do、tp、nh3-n、
cod等各项指标治理效果进行测试，相关检测效果如下表2所示。
[0087]
表2实施例1-2及对比例1-5的处理方法对污染水体的治理效果(以去除率％计)
[0088] tpnh3-ncod实施例1949283实施例2939184.6对比例188.289.676.0对比例284.082.373.8对比例387.288.173.3对比例483.480.969.9对比例546.956.443.7
[0089]
由上表可知：
[0090]
对比例5的未铺设棕毛垫2，综合处理能力最差。与实施例1相比，其对上覆水体中的tp、nh3-n、cod去除率明显下降，分别降低至46.9％、56.4％、43.7％。这说明，棕毛垫2的加入对上覆水体中的污染物以及底泥中有害物质的处理均起到了积极的作用。
[0091]
实施例1-2所所使用的处理方法进行改善的治理结果显示，当水生植株栽植密度采取12株/m2时，其对上覆水体中的氨氮、磷类均展现出较好的综合处理能力。
[0092]
对比例1-4的处理方法中对棕毛垫2以及种植土1的厚度进行改变对比虽然与对比例5相比，个别的处理指标有所提升，但综合处理结果仍不理想。
[0093]
通过实施例1与对比例1-4比较发现，当采用30mm厚度棕毛垫2以及10cm种植土1并配合栽植合理密度的植株联合处理时，产生了协同作用，对水质的处理效果更佳。
[0094]
通过植物的蒸腾和吸收作用、填料的过滤和吸附作用、及微生物的降解作用，有效实现淤泥的稳固和无害化深度处理、以及部分河/湖水的净化，采用本发明一体化系统处理后出水的cod、tp、氨氮等污染物浓度低，达到三类水质标准，可直接排入河道/湖泊中，且各污染物去除率皆达到75％以上。
[0095]
本发明提出的淤泥生态处理方法，其有益效果如下：
[0096]
(1)本淤泥生态处理方法基于植物修复技术，可以根据河道、湖泊岸边的地形灵活地进行工程建设，通过植物的蒸腾和吸收作用、填料的过滤和吸附作用、及微生物的降解作用，有效实现淤泥的无害化处理；
[0097]
(2)本淤泥生态处理方法可以根据河道、湖泊岸边的地形灵活地进行工程建设，实现淤泥的就地处理，不需要将淤泥外运再进行集中处理，建设投资成本低；
[0098]
(3)本淤泥生态处理方法采用物理、化学和生物相配合的方法，能够长久高效对水质进行净化，实验数据显示，采用本发明提供的控制方法处理后的湿地，出水的cod、tn、tp、氨氮、等污染物浓度低，达到三类水质标准，可直接排入河道/湖泊中，且各污染物去除率皆达到75％以上；
[0099]
(4)本淤泥生态处理方法利用淤泥的富营养特性、采用一定的植物种植方法、选择合适的植物品种搭配，迅速营建植物群落，维持生物多样性，营造良好的景观效果，从而美化河道或湖泊环境同时完成对淤泥的治理工作，不仅简单、方便、就近处理、低能耗、低成本、环保，而且能在此基础上营造不同的景观风格。
[0100]
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发
明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。