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浅述河涌淤泥无害化处理doc

  浅述河涌淤泥无害化处理 摘要:我国是一个地大物博的国家,人口众多,风景优美,山水资源比较丰富,著名的长江和黄河就是我国很重要的水资源,既然水资源丰富,那么就说明河水或者是溪水的汊流、分支、河流的支汊、河汊、湖汊,简称河涌比较多,这些较小的溪流或者是河流、支汊等很容易产生淤泥,如果不立即处理,淤泥由于自身的特性,会对人们日常的生产生活带来一定的不利影响,本文主要是针对河涌淤泥的处理进行讨论,并就两种国际上比较先进的河涌淤泥无害化处理在实际环境中的运用进行阐述。 关键词:河涌;淤泥处理;无害化处理;环境保护 河流众多是我国非常有利的资源,但是同时也会有弊端,那就是河涌淤泥的处理问题,淤泥的自然结构是很复杂的,其变化程度很敏感,在受到压力破坏的情况下,其强度和结构可以在某些特定的程度上进行自动复原,即触变性,由于受到这种特性的影响,淤泥地段不适合作天然地基,正是由于淤泥会产生沉降,这种不均匀的沉降,会造成建筑物的倾斜、产生裂缝,影响人们的正常使用,所以对河涌淤泥做处理是非常必要的,在这样的情况下河涌淤泥的无害化处理就应运而生了。 一、淤泥的成因以及对环境的危害 淤泥是在缓慢的水流或者是静水的环境中沉积下来的,经过一定的生物化学作用和物力化学作用形成的,一般情况下来讲属于结构不固定的极细粒土或者是软弱细粒,是现代新近沉积物的一种,再加上工业化以及城市化发展速度过快,导致人们对淤泥处理的重视程度严重滞后。通常淤泥按照其粒度的不同,可大致分为粘土质的或者是粉土质的,而极细砂质和细砂质比较少见。 河涌淤泥由于其组成成分很复杂,甚至会含有很多的有毒有机质、重金属和病原体等等多种污染物,如果不及时的进行处理,就会周边的作物、人畜以及生态环境能够造成一定的负面影响。 1、对旁边的环境的危害 生产以及生活垃圾污水即便是经过污水处理厂做处理,依然会带着大量的病原体进入污泥当中,据不完全统计,新鲜的淤泥当中含有的病原体将多达上千种。如果人类与动植物与淤泥进行直接接触,而淤泥当中的寄生虫等具有较强侵入性的病原体就会与动植物或者是人类有直接的接触,因此导致感染。即便是不非间接接触,淤泥当中的病原体还可以通过土壤来传播,这种间接接触也可以直接侵入到人体和动植物体内。其次就是如果污泥直接在水源附近进行排放的话,水流扩散导致感染。 2、对土壤的危害 淤泥当中含有大量的重金属物质,这些丰富的磷、氮等元素会间接或者是直接的进入周边的土壤或水体当中,当水体当中的微生物和植物吸收这些磷、氮等元素的速度,远远落后于污泥当中的有机质分解的速度的时候,这些多余的磷、氮极有可能通过水循环系统进入土壤当中,造成土壤的富营养化,对生态平衡造成一定的负面影响。 二、无害化处理的概念和定义 无害化处理其实是一种环境科学的一个学术用于,其含义就在于使垃圾变废为宝,重复利用,不再对环境造成污染。 河涌淤泥的无害化处理的主要目标: 1、无害处理,对河底淤泥进行处理,有害物质进行惰性化,保证其对水体环境和土壤环境造成二次伤害和污染。 2、除臭处理,达到人们生活环境减少污染的目的。 3、淤泥的土壤结构改良,使其能够成为路基用土、堤坝用土等工程项目所需要的填筑用土。 三、河涌淤泥的无害化处理方式 1、日本工艺,即淤泥管道搅拌固化工艺的运用 一般情况下,在进行淤泥处理的之前,需要对原淤泥进行预处理,但是如果采用日本工艺,则无需进行预处理,直接添加部分添加剂和固化剂进行搅拌固化即可,这样做的前提是处理对象要达到一定的标准,即淤泥的有机质含量比较低,比《疏浚物海洋倾倒分类和评价程序》的评价上线要少,也就是说有机碳的质量分数为40g/kg,原泥含水率不超过70%。 (1)、固化工艺的主要过程 主要是在淤泥当中添加固化剂,这里面包括其他的固化材料和GBR固化剂,使得这些固化剂和固化材料与淤泥进行充分的接触,搅拌混匀,这样就会与淤泥当中的自由水、重金属以及硅酸盐产生化学反应,例如碳酸化反应、离子交换、火山灰反应、水化反应以及水解反应等等,固化剂在产生作用的时候所运用到的机理是通过与土体细微颗粒进行接触,来达到发生化学反应和物力反应的目的,包括离子交换作用(通过电化学原理来实现)、各种水化物凝胶的填充、凝硬以及胶结的作用,最终实现“固化”淤泥的目标。 其他的固化材料和GBR固化剂是通过对常规的固化剂以不同的比例配制而成,其配置的比例根据所要处理的淤泥的成分而决定,GBR固化剂主要包括氧化镁、生石灰、氧化钠、三氧化铝、二氧化硅,其他的固化材料包括石膏、水泥和粉煤灰,上述两种类型的材料放在一起才能复合成固化材料,复合型的固化材料可以降低处理固化的成本、提高对有机质和重金属的固化效果,提高水化产物的填充以及胶结的作用,将固化材料的火山灰反应和水化反应的潜力充分发挥出来。 (2)、日本工艺对设备的需求 首先,将可流动的、均化的淤泥进行搅拌,这里需要用到的设备是管道搅拌机,使固化剂和淤泥之间可以进行充分的接触和搅拌,这样才能够最大限度的发挥固化剂的作用。 其次,管道搅拌机所采用的方法为单轴螺旋,第一步为螺旋推进,紧接着第二部为搅拌,这样能够将搅拌功能和推进功能有机的统一在一起,既提高了功效,同时所需要的占地面积也减少了。 然后,进行连续作业,提高自动化的程度。 最后,需要运动到粉料供应机,这样可以为整个固化过程提供连续的计量供料,来达到整个系统和设备可以进行连续作业的目的,目前我国现阶段所采用的供粉机大多数是间隙供料。 2、美国工艺,即一体式淤泥脱水干化工艺的运用 (1)、对淤泥进行除臭 淤泥的臭气主要是因为淤泥底泥当中含有大量的有机物,这就意味着淤泥底泥中的氧气被消耗,氧化还原电位被降低,水体中和底泥中的厌氧微生物可以进行大量的繁殖,这就将底泥中所含有的有机物分解为嘧啶、氨氮、硫化氢和甲烷等等,其中具有恶臭性质的元素为嘧啶、氨氮和硫化氢,同时,在厌氧的条件下,水体和河道底泥当中所含有的高价金属离子被动的转变成为了低价离子,与水体中的硫发生一定的化学反应,形成具有一定稳定性的物质,这就是导致底泥黑臭的物质。 最好的处理底泥恶臭的办法就是进行生物处理,就目前的经济和科技发展的情况来看,利用复合酶分解有机物是国际上比较先进的方法,淤泥中含有大量的有机物和微生物,这些微生物在一定条件下会吸附有机物,如果是在厌氧的条件下,这些微生物很难进行繁殖,所以美国工艺的目的就是在淤泥当中加入一定量的复合酶制剂,这样就可以将淤泥中所包含的有机物转化为有机小分子,这种有机小分子是可以被分解的,并且可以渗透到微生物的细胞内部,在酶的作用下,经过一系列的酶反应来实现被降解的目的,一部分转化为能量和无机物,另一部分将会合成微生物自身的物质组成,除此之外,微生物通过“协同代谢”的功能,也可以改变有机物内部结构,最终实现降解的目的。 (2)、淤泥的脱水阶段 在这个阶段过程中,可以根据颗粒的粒径来进行划分,来实现去除河道底泥中的砾石和各种垃圾,就广州市的自身条件来讲,其河涌的沉积物主要是泥砂浆状,这是还没有固体结构的阶段。在美国工艺运用的过程中,采用震荡筛网脱水和水利旋流固液分离技术,将有机质、泥、砂从泥浆当中分离出来,这种情况下是不需要添加化学品的,通过TRIFLO设备处理之后的黏质更容易分离和脱水,使得污泥当中的含水率低于百分之六十,就可以进行后续的填方材料。 (3)、淤泥的固化阶段 首先,如果是粒径大于75微米的砂质,就可以作为底层的填方材料直接利用。 其次,如果是粒径范围在25至75微米的粉质,这种情况下有机物的含量一般都比较低,不含有重金属,微生物通过酶固化之后,可以用作顶层的填方材料。 最后,如果是粒径小于25微米的黏质,含有一定量的重金属和有机物,必须通过日本工艺所添加的固化剂进行固化之后,才能够用作中层的填方材料。 (4)、处理尾水阶段 在这一阶段进行尾水的处理工作所采用的快速过滤器,必须采用的滤料为不对称纤维材料,因为这种不对称纤维材料具备纤维滤料和颗粒滤料的优点,由于特殊的结构可以在最短的时间内,让滤床孔隙率形成一种梯度密度,即上大下小的密度,这样使滤器可以反复冲洗、截污量大、滤速快。 快速过滤器的主要特点有以下几个方面,这里面特指不对称纤维过滤器。 (a),过滤的精度比较高,对税种的悬浮物的过滤比例高达百分之九十五。 (b),过滤的速度比较快,在一般的情况下可以达到每小时四十米的速度,最高的情况下可以达到每小时六十米的速度,这种过滤的速度至少是普通过滤器的三倍。 (c),过滤器的纳污量比较大,一般情况下每立方米的纳污量可以达到十五千克至三十五千克,至少是普通过滤器的四倍。 (d),过滤器的反洗耗水率比较低,即便是周期滤水量的百分之一到百分之二很少的量,依然要高于反冲洗耗水量。 (e),过滤器的运动费用比较低,加药量比较低,絮凝剂的投加量比较少,一般情况下只需要常规技术的二分之一到三分之一,由于固定周期的产水量比较高,所以每吨水在运行过程中所需要的费用就自然而然的降低了。 (f),过滤器的占地面积比较小,如果是制取的水量相同,那么不对称纤维过滤器所需要的占地面积是普通过滤器的三分之一,甚至还要少。 (g),过滤器的可调性比较强,可以根据当地的实际情况进行参数调节,包括过滤阻力、截污容量以及过滤精度。 (h),过滤器的滤料比较经久耐用,通常情况下来讲,其滤料的使用寿命在二十年以上。 除此之外还可以对淤泥进行焚烧和堆肥处理。焚烧处理可以彻底的氧化淤泥当中所含有的有机质,彻底的碳化淤泥当中所含有的有毒物质,同时也可以最大限度的缩小淤泥的体积,但是这种方式是否使用需要根据当地的具体情况来决定,因为焚烧之后的炉渣和飞灰会对周边的环境造成一定程度上的污染和破坏,而且这种焚烧的费用比较高昂。淤泥的堆肥处理是充分利用淤泥当中所含有的好氧微生物菌,使其对淤泥进行好氧发酵的作用,从而降解其中所含有的有机质,转化为可以被动植物所吸收的物质,这种做法实际上是在节约能源的基础上起到了一定的土壤肥化的作用。 四、处理土壤的性质改良以及初级应用 通过对河涌淤泥进行无害化处理可以大大的降低淤泥中所含有的有毒有机质、病原体、重金属等元素,这样就将淤泥实现了变废为宝的转变,对其可以进行再次利用,那么主要方式包括以下几点: 1、进行土壤改良的目的即是能够用作土壤改良剂的原材料。 2、在消化处理淤泥的过程中,可以适当的结合沼气。 3、可以将该改良化的淤泥用作本地城市发展所需要的建筑材料。 4、污泥并不是垃圾或者是废品,其可以制作成某些东西的饲料。 5、淤泥改良之后可以制作一些活性炭吸附剂。 6、改良之后的淤泥甚至可以用来制作合成燃料。 7、能够最终靠淤泥自身的特点,来进行热解制油的工艺。 结语: 本文通过对不同的淤泥处理工艺技术在实际情况下的运用进行阐述和分析,这两种方法并不一定仅仅是适合广州市的河涌淤泥无害化处理,因为技术是一样的,只是在不同的地域和地质条件下,对相关设备和材料进行掌控的制度不同而已。河涌淤泥无害化处理,既能够保障河流的通畅,提高行洪排涝的能力,增加调蓄的容量,降低航运萎缩的可能性,同时无害化处理也是秉承着“以人为本”和“可持续发展”的理念,在实际的河涌淤泥处理过程中,尽可能的使用无害化的解决方法,因为这不仅符合我国现阶段的基本国情,而且也为我国的环境保护事业提供便利。 参考文献: [1]杨虎元.我国城市污水污泥处理现状[J].北方环境,2010,1 [2]张衍国,李清海,蒙爱红.中国垃圾的资源化利用[J].物理,2010,5 [3]万金柱.2种河涌淤泥无害化处理技术在广州的应用[J].中国市政工程,2011,1 [4]房满满,林永权.水泥窑协同无害化处理广州市河涌淤泥的研究[J].水泥,2010,8 [5]林彬.两种淤泥无害化处置工艺在广州市亚运治水中的应用[J].广东水利水电,2011,1 [6]谢国华,闫晓满,张程.广州市疏浚淤泥固化技术与工艺探讨[J].水利水电技术,2011,4 [7]赖佑贤.广州市河涌淤泥固化技术应用研究[J].广东水利水电,2010,4 [8]肖文辉,陈润胜.广州市二沙涌底泥固化处置实施工程技术[J].人江,2010,4 [9]赵志杰,杨国录.城市河湖受污淤泥的脱水固化技术[J].中国科技成果,2012,16 [10]张月辉.温州某污水处理厂污泥焚烧无害化处置的应用[J].能源与环境 ,2013,5

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