多级自控筛分重金属污染底泥异位治理系统技术方案

一种多级自控筛分重金属污染底泥异位治理系统，包括调节池、第一调理池、第二调理池、第三调理池和第三调理池；第一调理池上部设置有振动筛，调节池与振动筛之间连接有输送渣浆泵；振动筛中自上至下设置有三层筛网，每层筛网分别与一套皮带输送机连接；第二调理池的上部设有螺旋洗砂机，螺旋洗砂机与第四套皮带输送机连接，第三调理池和第三调理池的上部均设有水力旋流器，两个水力旋流器各与一套皮带输送机连接，三个调理池中均设置有搅拌机、渣浆泵和粒径分析仪。该系统充分考虑含砂石比例较大的重金属污染底泥的技术实施难度，结合底泥的理化特性、底泥重金属污染物的粒径分布特征和资源化利用途径，进行分类筛选，操作简单，便于实施。

【技术实现步骤摘要】
多级自控筛分重金属污染底泥异位治理系统
本专利技术涉及一种用于治理和修复受重金属污染的底泥的系统，属于底泥治理修复
。
技术介绍
底泥是水体底部的表层沉积物质，是微生物、腐殖质、土壤及泥沙等的混合物，经过长时间物理化学、生物作用及水体传输而沉积于水体底部所形成。底泥能够反映水体演化的历史过程，为河流、湖泊、河流入海口滩涂等自然水体生态系统的重要组成部分。底泥中的重金属来自于大气降尘、降水、土壤冲刷、地表径流、各类污水、固体垃圾以及农药等，具有长期性、累积性、潜伏性和不可逆性等特点，能通过食物链成千百倍地富集，最终危害人体健康。目前世界各国对底泥重金属污染的治理规划和治理技术方案各不相同，尤其是在我国，受污染和经济地域性等因素影响，尚不具备全面开展底泥重金属污染治理工作的条件。根据受污染水体的污染程度不同，结合污染场地的实施条件，目前常用的重金属污染底泥的修复技术主要分为原位处理技术和异位处理技术。原位处理技术主要包括原位植物修复和原位材料覆盖技术，其中原位植物修复以其成本低、操作简单、不易产生二次污染等优势而备受关注，但仍存在处理效率低，植物种植易受当地气候、河道行洪状况影响等缺陷。原位材料覆盖技术是在底泥表面覆盖钝化材料，阻断重金属向水体中的释放途径，受覆盖材料的理化性能及自然水体的水利水文特征影响较大，且目前尚无可靠的覆盖材料投放设备，实现均匀和无漏点覆盖难度较大。因此，对于污染较重水体或原位处理难度较大时，常采用异位处理技术。异位处理技术如CN101921090A公开的《一种重金属污染底泥固化剂及其固化方法》，主要是将疏浚的底泥与重金属固化剂搅拌混匀进行固化，其固化剂包括水泥和粉煤灰，粉煤灰和水泥的质量比为1: (0.5~11)。该固化剂的固化方法包括以下步骤:向重金属污染底泥中直接添加本专利技术的固化剂，固化剂的用量为重金属污染底泥质量的0.4~1.5倍，将添加固化剂后的混合物至少养护3d，完成固化过程。该技术通过化学方法将疏浚底泥中的重金属固化，固化后的固体废弃物仍是一种危废，其后续处置仍需要花费大量的资金。CN102372406公开的一种《重金属污染底泥的异位修复方法》，主要由底泥疏挖和输送、修复区防渗与排水、底泥改良剂和微生物菌种投加、微生物和植物联合修复、废水处理与植物收割及焚烧处置单元组成；具体步骤是先进行修复区的选址和防渗处理，再采用工程方法把重金属污染底泥疏挖并输送到修复区，接着进行底泥的排水固结过程，然后投加底泥改良剂和微生物菌种与底泥充分混合并耕种植物，最后收割植物并将其焚烧后，把焚灰运送至危险废物填埋场填埋或是用于回收重金属元素。该方法将底泥异位疏浚与植物吸收处理方法相结合，与污染底泥化学处理方法相比，具有处理成本低、环境友好的优点，但由于需要疏浚，其在疏浚过程中易产生污染释放，影响上覆水水质；另外，对于污染程度较重的底泥，植物难以在底泥中生长，也限制了该方法的应用。上述异位修复方法均未考虑重金属污染物的粒径分布特征，即一般情况下，90%以上的重金属污染物主要吸附在粒径小于0.075mm的泥颗粒(定义来自《建筑用砂》(GB14684-2011)，下同)上(不同区域，不同底泥类型，上述吸附粒径范围略有不同)，也未考虑按照筛分后的粒径进行可行的资源化利用(主要指建材利用，按照《建筑用砂》标准有关规定:天然砂指自然生成的，经人工开采和筛分的粒径小于4.75mm的岩石颗粒，包括河砂、湖砂、山砂、淡化海砂，但不包括软质、风化的岩石颗粒。按照《建筑用卵石、碎石》(GB14685-2011)有关规定:卵石指由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的、粒径大于4.75mm的岩石颗粒)，而是作无区分的统一处理，上述处理方式对于含砂(粒径为0.075mm~4.75mm)和卵石(粒径4.75mm以上)比例较少(体积比占10%以下)的重金属污染底泥(如湖泊底泥等)处理影响不大，但对于含砂和卵石比例较大(体积比占30%以上)的重金属污染底泥如河流入海滩涂处等影响较大，无区分的处理都将极大的增加脱水减容和稳定固化等处理工作量，也会较大的增加后续填埋等最终处置压力。为此，亟待结合底泥重金属粒径分布特征和有关建材使用标准(主要指《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ52-2006)和《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011))，开发基于多级自控筛分和资源化利用的重金属污染底泥异位治理技术，针对底泥进行筛分处理，减轻后续处理处置压力的同时，可实现筛分后不同粒径底泥的资源化利用。
技术实现思路
本专利技术针对目前含 砂、石比例较大的(砂和石体积比占30%以上)重金属污染底泥治理技术针对性不足、资源化利用途径不明确以及处置难度大的问题，结合底泥的理化特性(主要指粘度、含泥量和不同粒径的组分含量)和底泥重金属的粒径分布特征，提供一种基于多级自控筛分和资源化利用、针对性强、处置合理、操作简单的多级自控筛分重金属污染底泥异位治理系统。本专利技术的多级自控筛分重金属污染底泥异位治理系统，采用以下技术方案: 该系统，包括调节池、第一调理池、第二调理池、第三调理池和第四调理池；第一调理池内设置有搅拌机，第一调理池上部设置有振动筛，调节池与振动筛通过输送管路连接，输送管路上连接有输送渣浆泵；振动筛中自上至下设置有孔径分别为40mm、16mm和4.75mm的三层筛网，实现对粒径大于40mm的卵石、粒径为16mm~40mm的卵石、粒径为4.75mm~16mm的卵石的筛分，每层筛网分别与一套皮带输送机连接；第一调理池中设置有第一渣浆泵和第一粒径分析仪，第一渣浆泵通过第一复筛进口电动阀门与振动筛连接，并通过第一泥浆出口电动阀门与第二调理池上部的螺旋洗砂机连接，第一复筛进口电动阀门和第一泥浆出口电动阀门均与第一粒径分析仪电连接；第二调理池的上部设有螺旋洗砂机，螺旋洗砂机与第四套皮带输送机连接，螺旋洗砂机实现对粒径1.18mm~4.75mm粗砂的筛分，第二调理池中设置有第二渣浆泵和第二粒径分析仪，第二渣浆泵通过第二复筛进口电动阀门与螺旋洗砂机连接，并通过第二泥浆出口电动阀门与第三调理池上部的水力旋流器连接，第二复筛进口电动阀门和第二泥浆出口电动阀门均与第二粒径分析仪电连接；第三调理池的上部设有第一水力旋流器，第一水力旋流器与第五套皮带输送机连接，第一水力旋流器实现粒径为0.05mm~1.18mm的中砂的筛分，第三调理池中设置有第三渣浆泵和第三粒径分析仪，第三渣浆泵通过第三复筛进口电动阀门与第一水力旋流器连接，并通过第三泥浆出口电动阀门与第四调理池中的第二水力旋流器连接，第三复筛进口电动阀门和第三泥浆出口电动阀门均与第三粒径分析仪电连接；第四调理池的上部设有第二水力旋流器，第二水力旋流器与第六套皮带输送机连接，第二水力旋流器实现粒径0.075mm~0.5mm的细砂的筛分,第四调理池中设置有第四渣浆泵和第四粒径分析仪，第四渣浆泵通过第四复筛进口电动阀门与第二水力旋流器连接，并通过第四泥浆出口电动阀门与脱水机连接，第四复筛进口电动阀门和第四泥浆出口电动阀门均与第四粒径分析仪电连接；调节池、第二调理池、第三调理池和第四调理池内也都设置有搅拌机。 将受污染的底泥(重金属污染或其它污染)从水域系统中清除，输送到调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多级自控筛分重金属污染底泥异位治理系统，包括调节池、第一调理池、第二调理池、第三调理池和第四调理池；其特征是：第一调理池内设置有搅拌机，第一调理池上部设置有振动筛，调节池与振动筛通过输送管路连接，输送管路上连接有输送渣浆泵；振动筛中自上至下设置有孔径分别为40mm、16mm和4.75mm的三层筛网，实现对粒径大于40mm的卵石、粒径为16mm～40mm的卵石、粒径为4.75mm～16mm的卵石的筛分，每层筛网分别与一套皮带输送机连接；第一调理池中设置有第一渣浆泵和第一粒径分析仪，第一渣浆泵通过第一复筛进口电动阀门与振动筛连接，并通过第一泥浆出口电动阀门与第二调理池上部的螺旋洗砂机连接，第一复筛进口电动阀门和第一泥浆出口电动阀门均与第一粒径分析仪电连接；第二调理池的上部设有螺旋洗砂机，螺旋洗砂机与第四套皮带输送机连接，螺旋洗砂机实现对粒径1.18mm～4.75mm粗砂的筛分，第二调理池中设置有第二渣浆泵和第二粒径分析仪，第二渣浆泵通过第二复筛进口电动阀门与螺旋洗砂机连接，并通过第二泥浆出口电动阀门与第三调理池上部的水力旋流器连接，第二复筛进口电动阀门和第二泥浆出口电动阀门均与第二粒径分析仪电连接；第三调理池的上部设有第一水力旋流器，第一水力旋流器与第五套皮带输送机连接，第一水力旋流器实现粒径为0.05mm～1.18mm的中砂的筛分，第三调理池中设置有第三渣浆泵和第三粒径分析仪，第三渣浆泵通过第三复筛进口电动阀门与第一水力旋流器连接，并通过第三泥浆出口电动阀门与第四调理池中的第二水力旋流器连接，第三复筛进口电动阀门和第三泥浆出口电动阀门均与第三粒径分析仪电连接；第四调理池的上部设有第二水力旋流器，第二水力旋流器与第六套皮带输送机连接，第二水力旋流器实现粒径0.075mm～0.5mm的细砂的筛分，第四调理池中设置有第四渣浆泵和第四粒径分析仪，第四渣浆泵通过第四复筛进口电动阀门与第二水力旋流器连接，并通过第四泥浆出口电动阀门与脱水机连接，第四复筛进口电动阀门和第四泥浆出口电动阀门均与第四粒径分析仪电连接；调节池、第二调理池、第三调理池和第四调理池内也都设置有搅拌机；将受污染的底泥从水域系统中清除，输送到调节池，通过搅拌机对底泥搅拌，进行均质调节，防止沉淀，然后通过输送渣浆泵输送至振动筛，通过孔径分别为40mm、16mm和4.75mm的三层筛网，实现粒径大于40mm的卵石、粒径为40mm～16mm的卵石、粒径为4.75mm～16mm的卵石的筛分，并通过与三层筛网连接的皮带输送机输送至三个卵石堆场；由振动筛落下的物质进入第一调理池，在第一调理池内通过搅拌机进行均质搅拌，同时由第一粒径分析仪检测，如果第一粒径分析仪检测发现第一调理池内的泥浆中大于4.75mm粒径颗粒的数量占泥浆中所有颗粒总数量的比例大于10%时，关闭第一泥浆出口电动阀门，打开第一复筛进口电动阀门，使泥浆再次进入振动筛，进行复筛；当第一调理池内的泥浆中大于4.75mm的粒径颗粒数量比例小于5%时，关闭第一复筛进口电动阀门，打开第一泥浆出口电动阀门，恢复正常运行，将第一调理池内的泥浆输送至第二调理池上的螺旋洗砂机；螺旋洗砂机实现粒径1.18mm～4.75mm的粗砂的筛分，筛分出的粗砂与螺旋洗砂机连接的皮带输送机输送至粗砂堆场，由螺旋洗砂机落下的物质进入第二调理池内，在第二调理池内进行均质搅拌，同时由第二粒径分析仪检测，如果第二粒径分析仪检测发现第二调理池内的泥浆中大于1.18mm粒径颗粒的数量占泥浆中所有颗粒总数量的比例大于10%时，关闭第二泥浆出口电动阀门，打开第二复筛进口电动阀门，使泥浆再次进入螺旋洗砂机，进行复筛；当第二调理池内的泥浆中大于1.18mm?的粒径颗粒数量比例小于5%时，关闭第二复筛进口电动阀门，打开第二泥浆出口电动阀门，恢复正常运行，将第二调理池内的泥浆输送至第三调理池上的第一水力旋流器；第一水力旋流器实现粒径为0.05mm～1.18mm的中砂的筛分，筛分出的中砂经与第一水力旋流器连接的皮带输送机输送至中砂堆场，由第一水力旋流器落下的物质进入第三调理池内，在第三调理池内通过搅拌机进行均质搅拌，同时由第三粒径分析仪检测，如果第三粒径分析仪检测发现第三调理池内的泥浆中大于0.05mm粒径颗粒的数量占泥浆中所有颗粒总数量的比例大于10%时，自动关闭第三泥浆出口电动阀门，打开第三复筛进口电动阀门，使泥浆再次进入水力旋流器，进行复筛；当第三调理池内的泥浆中大于0.05mm?的粒径颗粒数量比例小于5%时，关闭第三复筛进口电动阀门，打开第三泥浆出口电动阀门，恢复正常运行，...

【技术特征摘要】
1.一种多级自控筛分重金属污染底泥异位治理系统，包括调节池、第一调理池、第二调理池、第三调理池和第四调理池；其特征是:第一调理池内设置有搅拌机，第一调理池上部设置有振动筛，调节池与振动筛通过输送管路连接，输送管路上连接有输送渣浆泵；振动筛中自上至下设置有孔径分别为40mm、16mm和4.75mm的三层筛网，实现对粒径大于40mm的卵石、粒径为16mm~40mm的卵石、粒径为4.75mm~16mm的卵石的筛分，每层筛网分别与一套皮带输送机连接；第一调理池中设置有第一渣浆泵和第一粒径分析仪，第一渣浆泵通过第一复筛进口电动阀门与振动筛连接，并通过第一泥浆出口电动阀门与第二调理池上部的螺旋洗砂机连接，第一复筛进口电动阀门和第一泥浆出口电动阀门均与第一粒径分析仪电连接；第二调理池的上部设有螺旋洗砂机，螺旋洗砂机与第四套皮带输送机连接，螺旋洗砂机实现对粒径1.18mm~4.75mm粗砂的筛分，第二调理池中设置有第二渣浆泵和第二粒径分析仪，第二渣浆泵通过第二复筛进口电动阀门与螺旋洗砂机连接，并通过第二泥浆出口电动阀门与第三调理池上部的水力旋流器连接，第二复筛进口电动阀门和第二泥浆出口电动阀门均与第二粒径分析仪电连接；第三调理池的上部设有第一水力旋流器，第一水力旋流器与第五套皮带输送机连接，第一水力旋流器实现粒径为0.05mm~1.18mm的中砂的筛分，第三调理池中设置有第三渣浆泵和第三粒径分析仪，第三渣浆泵通过第三复筛进口电动阀门与第一水力旋流器连接，并通过第三泥浆出口电动阀门与第四调理池中的第二水力旋流器连接，第三复筛进口电动阀门和第三泥浆出口电动阀门均与第三粒径分析仪电连接；第四调理池的上部设有第二水力旋流器，第二水力旋流器与第六套皮带输送机连接，第二水力旋流器实现粒径0.075mm~0.5mm的细砂的筛分，第四调理池中设置有第四渣浆泵和第四粒径分析仪，第四渣浆泵通过第四复筛进口电动阀门与第二水力旋流器连接，并通过第四泥浆出口电动阀门与脱水机连接，第四复筛进口电动阀门和第四泥浆出口电动阀门均与第四粒径分析仪电连接；调节池、二调理池、第三调理池和第四调理池内也都设置有搅拌机；将受污染的底泥从水域系统中清除，输送到调节池，通过搅拌机对底泥搅拌，进行均质调节，防止沉淀，然后通过输送渣浆泵输送至振动筛，通过孔径分别为40mm、16mm和4.75mm 的三层筛网，实现粒径大于40mm的卵石、粒径为40mm~16mm的卵石、粒径为4.75mm~ 16mm的卵石的筛分，并通过与三层筛网连接的皮带输送机输送至三个卵石堆场；由振动筛落下的物质进入第一调理池，在第一调理池内通过搅拌机进行均质搅拌，同时由第一粒径分析仪检测，如果第一粒径分析仪检...

【专利技术属性】
技术研发人员：马涛，康兴生，李刚，于军，孙丰凯，顾俊杰，王睿，梁恒，
申请(专利权)人：山东省环境保护科学研究设计院，
类型：发明
国别省市：