淤泥脱水固化原理及在合肥市南淝河清淤工程中的应用.docx

淤泥脱水固化原理及在合肥市南淝河清淤工程中的应用杨毅（安徽水安建设集团股份有限公司安徽合肥230601）摘要淤泥脱水固化处理是根据淤泥的性质添加一定比例的聚沉剂和土体固结剂、通过压滤作用将淤泥即时分离为悬浮物质指标达到国家污水综合排放标准的清水和含水率在40%以下的硬塑状泥饼，达到泥水分离的效果，有利于淤泥的后续处理。文章介绍了淤泥脱水固化处理原理及在工程中的应用工艺等。关键词淤泥脱水固化自由水固结剂沉淀均化压滤从流态转变为硬塑状。难以处置的流态淤泥改变了形态后可以运用多种处理方式进行处置，如可以采取汽车运输、可以作为路基填土加以利用等。淤泥脱水固化工艺是根据淤泥的特性，分别采用泥沙聚沉剂及固结剂制作的复合材料对淤泥进行调理（化学处理方式），由压滤机械设备对淤泥进行压滤处理（物理处理方式），将淤泥迅速分离成清水和泥饼，达到对淤泥的减量化、无害化、稳定化和资源化处置要求（见图2）。1淤泥特性淤泥为在静水或缓慢的流水环境中沉积，并经生物化学作用形成，其天然含水量大于液限、天然空隙比大于或等于1.5的粘性土。淤泥中含有大量的蛋白质、脂肪及其它碳水化合物等高浓度有机物，导致污泥的粘度较大、含水率较高、固液分离性能差。淤泥中所含水分大致分为四类：①间隙水；②毛细结合水；③表面吸附水；④内部水。间隙水称为“自由水”，毛细结合水、表面吸附水、内部水称为“束缚水”。间隙水可以采取物理方式压滤析出，是淤泥脱水的主要部分。其它三种水表面具有强大的负电子作用，难以用物理压滤方式析出，必须辅以其它措施方可析出一部分。颗粒间的间隙水约占淤泥水分的70%左右，其它水分约占30%左右。淤泥结构见图1所示。图2淤泥脱水固化工艺原理框图3淤泥脱水固化工艺操作要点3.1淤泥沉淀、格栅机除渣为充分利用重力条件，方便泥浆自流至调节池，沉淀池底高程高于调节池泥面高程，沉淀后的淤泥依靠重力直接流入调节池。挖泥船通过管道将淤泥输送至沉淀池，采取重力分选措施，较大颗粒粒径的碎石、砖块等沉淀在沉砂池底，沉积一定图1淤泥结构示意图2淤泥脱水固化原理淤泥脱水固化原理是针对淤泥由淤泥土体、有机物及不同性质水分构成的特性，综合运用物理和化学方法，将淤泥的含水量从大于液限的天然含水量降至40%以下，淤泥的形态收稿日期：2014-1-1作者简介：杨毅（1964.9），男，高级工程师，主要从事水利工程施工技术管理工作。淤泥脱水固化原理及在合肥市南淝河清淤工程中的应用·杨毅40量后使用机械清除。淤泥由沉淀池经格栅流入调节池，大量的垃圾及固体废弃物位于格栅附近。为保证淤泥顺利流入调节池，安排专人清除格栅处的垃圾及固体废弃物等。3.2浓度调节、泥浆输送充分利用地形条件修建调节池，采用半挖半填式结构。调节池可以根据当地的地质条件确定是否采用混凝土衬砌，若地基土由砂砾石等组成，土体渗透性较大，则采用钢筋混凝土结构。若地基土渗透性小，则无需采取混凝土衬砌方式，但要采取必要防渗措施，如铺设土工膜等。根据淤泥处理进度安排，调节池布置立式泥浆泵，该设备安装在浮箱上。根据后续均化池的处理要求及时开启泥浆泵，将淤泥输送至均化池。3.3添加剂配料、投料使用螺旋输送机将泥沙聚沉剂及高强高耐水土体固结剂材料按比例要求通过管道输送至配料装置，再通过固液混合器与淤泥进行混合。该装置布置于调节池与均化池之间，与泥浆泵的输送管道相连接。添加剂投料设备与调节池中的泥浆泵同时开启运行，调节池中的泥浆泵输送泥浆的同时添加剂按配比要求添加到了淤泥之中。3.4均化池内调浆均化添加了泥沙聚沉剂及高强高耐水土体固结剂材料的淤泥在均化池内进行调理、调质、均化处理。使用空压机供气，对泥浆进行曝气处理，促使添加剂与淤泥充分混合。使用了添加剂的淤泥在均化池内经过约30min的混合、逐步均化，淤泥泥浆的浓度达到均质化要求。3.5压滤机泥水分离作业淤泥在均化池中完成了调质处理，开启渣浆泵，将均质化的泥浆输送至压滤机进行脱水固结。进入压滤机的淤泥泥浆经过约60min的压滤处理，即可分离成清水与泥饼。压滤机排出的尾水流入尾水处理车间，对尾水进行处理，严禁排放不合格的尾水，只有经过处理达到排放标准的水才可以排放。3.6泥饼运输采用自卸车运输的方式将泥饼运输至弃土场或根据设计要求用作其它材料使用。4淤泥脱水固化质量控制措施4.1淤泥脱水固化质量要求4.1.1泥饼一般按设计要求的含水率进行控制，淤泥处置后硬塑状泥饼即时含水率一般≤40％。泥饼含水率检测：每个工作班对压滤机处置形成的泥饼进行含水率的测定，若含水率不大于40%即可满足要求。若含水率大于40%，不满足设计要求，则及时反馈信息，采取变更添加剂配比、延长压滤时间等措施，降低泥饼的含水率，直至满足设计要求。4.1.2尾水淤泥处理过程中产生的余水应经净化处理达到当地环保部门的要求后排入河道。当地环保部门未作