羊樟發(fā) 陳永飛 舒曉明 陳雨生 馬 莉

（1.中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江杭州 311122；2.杭州永湛環(huán)境科技有限公司，浙江杭州 311121)

0 引言

近年來，我國掀起了水環(huán)境綜合整治工程建設(shè)的熱潮，河湖生態(tài)治理已經(jīng)上升為國策，而河湖疏浚工程又是水環(huán)境綜合整治工程的重要組成部分。河湖底泥中包含的物質(zhì)有有機(jī)質(zhì)、泥沙、黏土、礦物質(zhì)等污染物，在河水長期的傳輸過程中，這些物質(zhì)經(jīng)過物理、化學(xué)、生物作用形成了底泥，這些底泥中含有的污染物長期沉積在湖泊底部，會對水體造成污染。

目前，重清淤和脫水固化、輕余水處理是該行業(yè)中存在的一個重要問題，往往是余水簡單沉淀后立即排放水體，這對收納水體水質(zhì)造成嚴(yán)重污染，破壞周邊生態(tài)環(huán)境。環(huán)保清淤是治理城市河湖底泥的重要手段，但底泥處理過程中會分離出大量余水，余水中含有氨、磷、有機(jī)污染物及重金屬污染物，如果余水得不到妥善處置，這些污染物大部分會黏附在懸浮顆粒上，隨余水排入受納水體，造成受納水體的二次污染。

近年來，隨著大量污染物質(zhì)被排進(jìn)水體，使疏浚泥漿中細(xì)黏粒的有機(jī)質(zhì)土含量不斷增高，很難實(shí)現(xiàn)在自然條件下的沉降[1]。金相燦[2]等在進(jìn)行滇池草海底泥疏挖及處置中，余水自然沉淀時間大于48h 的條件下，余水才能達(dá)到排放要求。探討并分析，自然沉淀時間久，處理效率低，投資費(fèi)用高。王琦[3]等向余水中均勻投加聚合氯化鋁（PAC），通過生物排泥、沉淀池、澄清池處理工藝后，余水排放水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978－1996)二級標(biāo)準(zhǔn)[4]。本文在此基礎(chǔ)上研究增加聚合氯化鋁投藥量對泥漿沉淀效果的影響，聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺藥劑配合比對余水沉淀效果的影響，確定出泥漿處理及余水處理最佳投藥量。

某江支流進(jìn)行環(huán)保清淤，帶水疏浚作業(yè)，通過管道吹填，經(jīng)排泥場地沉泥后，底泥余水流進(jìn)沉淀池初步沉淀，由于余水量大，沉淀時間短，余水依然渾濁，余水主要污染物成分為泥沙懸浮物，經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)后，返還支流進(jìn)行補(bǔ)水。

1 疏浚工程生產(chǎn)工藝流程

生產(chǎn)采用“輸泥管線（含管道混合器）+排泥場（含真空預(yù)壓）+沉淀池+輸水管線+高效絮凝及浮選凈水設(shè)備+清水池”的工藝流程。其中“輸泥管線+排泥場”以泥處理資源化利用為主，“沉淀池+輸水管線+高效絮凝及浮選凈水設(shè)備”以凈水處理為主，可以去除絕大部分的懸浮物[5]。疏浚工程生產(chǎn)工藝流程如圖1 所示。

圖1 疏浚工程生產(chǎn)工藝流程框圖

河湖等淤泥通過絞吸船等清淤設(shè)備進(jìn)行清淤，清淤后通過接力泵和管道系統(tǒng)吹填到排泥場（吹填結(jié)束后為了提高排泥場的壓實(shí)度，進(jìn)行真空預(yù)壓），絕大部分淤泥在排泥場沉淀下來，余水進(jìn)入沉淀池，進(jìn)而通過提升泵提升進(jìn)入高效絮凝及浮選凈水設(shè)備進(jìn)行余水凈化處理，處理后進(jìn)入清水池，進(jìn)而達(dá)標(biāo)返還河道，浮渣和沉泥進(jìn)入浮渣池，再通過泵轉(zhuǎn)輸進(jìn)排泥場沉淀[6-7]。

2 余水處理水量及排放要求

（1）余水處理水量。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，絞吸船處理1m3水下方底泥需絞吸10m3水量，結(jié)合水下清淤量100 萬立方米，預(yù)計(jì)共產(chǎn)生約1000 萬立方米余水排放，日余水排放處理量約8×104m3/d。（2）余水主要污染物。本工程清淤土顆粒成分以粉粒為主（占比約85%），故余水主要成分也以粉粒懸浮物為主。（3）排放要求。余水處理排放執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）一級標(biāo)準(zhǔn)控制限值，其中 SS 單獨(dú)從嚴(yán)執(zhí)行，指標(biāo)按不大于50mg/L 控制。

3 余水處理工藝流程及說明

為確保余水處理穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，減輕余水處理系統(tǒng)（深度處理）的壓力，在泥漿進(jìn)入排泥場之前投加藥劑，進(jìn)行泥漿初沉（預(yù)加藥處理），加快泥漿的沉淀，進(jìn)而控制沉淀池的污染負(fù)荷。

3.1 泥漿預(yù)加藥初沉

在輸泥管線上安裝管道混合器，通過加藥裝置在此投加混凝劑PAC，藥劑與泥漿進(jìn)行物化反應(yīng)，形成梵花絮體，加速在排泥場沉淀。

3.2 余水深度處理

余水深度處理工藝流程為：“排泥場余水—沉淀池—高效絮凝及浮選凈水設(shè)備—清水池—達(dá)標(biāo)排放”。沉淀池以物理沉淀為主，比重大的沉淀下來，比重小的懸浮在水中。高效絮凝及浮選凈水設(shè)備主要采用混凝技術(shù)和浮選技術(shù)?；炷晕诫娭泻团c吸附架橋?yàn)橹饕獧C(jī)理，天然高分子基絮凝劑以吸附架橋?yàn)橹?。帶有正電荷膠體與帶負(fù)電的泥沙膠粒相遇，失去了電荷的膠粒，聚結(jié)在一起，粒子越結(jié)越大，經(jīng)過助凝劑的助凝形成較大的梵花絮體，固液分離去除。浮選—采用回流加壓溶氣氣浮，對部分出水回流加壓，在加壓的情況下水中空氣溶解度大，能提供足夠的溶氣量，再通過突然減壓釋放，產(chǎn)生直徑小的微細(xì)氣泡，粒徑均勻，微氣泡上浮穩(wěn)定，對液體擾動小，使水中的細(xì)小懸浮物黏附在空氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面，形成浮渣，刮除水面，達(dá)到去除水中懸浮物、凈化水質(zhì)的目的。清水池作為凈化設(shè)備處理后的水存儲及周轉(zhuǎn)要達(dá)標(biāo)排放。高效絮凝及浮選凈水設(shè)備產(chǎn)生的浮渣和沉泥進(jìn)入浮渣池，再通過泵轉(zhuǎn)輸進(jìn)排泥場沉淀。

4 余水處理藥劑選擇

4.1 泥漿預(yù)加藥初沉藥劑選擇

因排泥場后期需要進(jìn)行真空預(yù)壓，故盡量采用無機(jī)的混凝劑，而不采用高分子有機(jī)絮凝劑，本項(xiàng)目無機(jī)混凝劑暫定為PAC，不投加PAM。

4.2 余水深度處理藥劑選擇

本余水處理凈化水設(shè)備采用的是浮選技術(shù)，要形成梵花絮體輕質(zhì)，因鋁鹽混凝劑比鐵鹽混凝劑分子量小，形成的絮體輕，且鋁鹽投加不需要調(diào)節(jié)pH，鐵鹽投加可能會調(diào)節(jié)pH，故采用鋁系的PAC（聚合氯化鋁）藥劑，配合PAM（聚丙烯酰胺）助凝劑使用。

PAM 用得較多的是分陰離子和陽離子型，陰離子型主要用于處理無機(jī)廢水，比如煤礦廢水、洗砂廢水等，同時也可以作為增稠劑、黏合劑等；陽離子型主要用于處理有機(jī)廢水，如食品廠、制糖廠、城市污水等，同時也更多地用于污泥脫水，并且陰離子的價格要遠(yuǎn)低于陽離子，本項(xiàng)目主要污染物為粉狀泥漿水，選擇陰離子PAM 即可達(dá)到理想效果，推薦使用陰離子型，故本項(xiàng)目的藥劑選擇為PAC+PAM（陰）配合使用。

5 藥劑配合比研究

5.1 泥漿初沉處小試試驗(yàn)做法及結(jié)果

（1）泥漿來源。泥漿在輸泥管線排入排泥場的出口進(jìn)行取樣（泥漿出口水樣），搖勻檢測其SS=6520mg/L。（2）小試藥劑規(guī)格：PAC：三氧化二鋁含量30%、PAM（陰離子）：分子量為1800 萬。（3）泥漿初沉處不同藥劑配比投加后的結(jié)果及現(xiàn)象如表1 所示，泥漿初沉加藥試驗(yàn)結(jié)果折線圖如圖2 所示。

圖2 泥漿初沉加藥試驗(yàn)結(jié)果折線圖

（4）根據(jù)以上小試試驗(yàn)結(jié)果，建議泥漿輸泥管線進(jìn)排泥場前投加藥劑PAC，其投加量為200mg/L。

5.2 余水深度處理小試試驗(yàn)做法及結(jié)果

（1）余水來源。余水在沉淀池中進(jìn)行取樣，搖勻檢測其SS=148mg/L，檢測結(jié)果見報告編號：浙瑞檢Y202204139。（2）小試藥劑規(guī)格：PAC：三氧化二鋁含量為30%、PAM（陰離子）：分子量為1800 萬。（3）余水深度處理不同藥劑配比投加后的結(jié)果及現(xiàn)象如表2 所示，余水深度處理PAC 投加量比選試驗(yàn)結(jié)果折線圖如圖3 所示，余水深度處理PAC 投加40mg/，配合不同PAM 投加量比選試驗(yàn)結(jié)果折線圖如圖4 所示。

表2 余水深度處理不同藥劑配比投加后的結(jié)果及現(xiàn)象

圖3 余水深度處理PAC投加量比選試驗(yàn)結(jié)果折線圖

圖4 余水深度處理PAC投加40mg/，配合不同PAM投加量比選試驗(yàn)結(jié)果折線圖

（4）根據(jù)以上小試試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合考慮余水處理設(shè)施為氣浮，以防跑泥而引起懸浮物升高，建議余水深度處理投加藥劑PAC 和PAM，PAC 投加量為40mg/L，PAM 投加量為0.8mg/L。

6 結(jié)語

（1）為確保余水處理穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，減輕余水處理系統(tǒng)（深度處理）的壓力，在泥漿進(jìn)入排泥場之前投加藥劑，進(jìn)行泥漿初沉（預(yù)加藥處理），加快泥漿的沉淀，實(shí)現(xiàn)沉淀池的污染負(fù)荷可控，建議投加藥劑PAC，投加量為200mg/L。（2）余水深度處理系統(tǒng)建議投加藥劑PAC 和PAM，PAC 投加量為40mg/L，PAM 投加量為0.8mg/L。（3）考慮到藥劑配合比小試試驗(yàn)是在整個工程的運(yùn)行初期進(jìn)行的，排泥場泥層淺，水面沉淀的時間長，進(jìn)入沉淀池的水質(zhì)較好，故余水深度處理系統(tǒng)的藥劑量偏少，隨著后期淤泥越來越多，排泥場泥層加厚，水面沉淀時間較短，沉淀池的水質(zhì)變差，消耗的藥劑量需要適當(dāng)?shù)丶哟蟆?/p>