本发明涉及污水处理技术领域，具体而言，涉及一种清淤脱水干化工程中的底泥处理方法及系统。
背景技术：
河道包含上层水体和底泥，其中，上层水体的水质通常是达到地表水指标的，然而，由于人类生活排放污水、氮磷肥料、其余有机物分解等，导致河道底泥除包含各种有机矿物质成分外，还可能具备黑臭底泥的所有条件。通常，在清淤工程中，需要对河道底泥进行疏浚，而疏浚往往会扰动底泥，使其释放大量有害物质悬浮于水体中，导致清淤工程中尾水不达标。
现有技术中，将底泥疏浚至沉淀池，底泥在沉淀池中自然沉降，将自然沉降的上清液直接排放至原河道，将底泥进行脱水干化，将脱水干化获得的压榨水进行尾水处理后，排放至原河道。这一流程复杂，效率低。
技术实现要素：
本发明解决的问题是现有底泥处理方式流程复杂，底泥处理效率低。
为解决上述问题，本发明提出一种清淤脱水干化工程中的底泥处理方法，所述底泥处理方法包括：
a.将底泥疏浚至所述沉淀池，其中，在将底泥通过所述传输系统疏浚至所述沉淀池的过程中，将药剂加入所述传输系统，底泥与药剂在所述传输系统中混合，使得底泥在所述沉淀池中泥水分离；
b.将所述沉淀池中泥水分离后的上清液排放至原河道；
c.将所述沉淀池中沉淀的泥浆进行脱水干化处理。
可选地，步骤c之后还包括：d.将所述泥浆脱水干化获得的尾水排放至所述沉淀池。
可选地，步骤c之后还包括：e.将所述泥浆脱水干化获得的尾水排放至尾水池，再通过尾水池排放至原河道，或者，将所述泥浆脱水干化获得的尾水直接排放至原河道。
可选地，所述药剂用于增强底泥离子浓度。
可选地，所述药剂用于将底泥中的颗粒物吸附成团。
可选地，所述药剂包括第一药剂和第二药剂，所述第一药剂用于增强底泥离子浓度，所述第二药剂用于将底泥中的颗粒物吸附成团；所述将药剂加入所述传输系统，底泥与药剂在所述传输系统中混合的步骤包括：
将所述第一药剂加入底泥后，将所述第二药剂加入底泥。
本发明还提出一种适用所述底泥处理方法的底泥处理系统，包括：加药装置、传输系统以及沉淀池；所述加药装置连通至所述传输系统，所述传输系统连通至所述沉淀池。
可选地，所述传输系统包括混合装置、入料管以及出料管，所述入料管与所述混合装置的入料口连接，所述出料管的一端与所述混合装置的出料口连接，所述出料管的另一端与所述沉淀池连接。
可选地，所述混合装置包括至少两个混合器，所述加药装置与所述混合器的数量相等，且一一对应连接。
可选地，所述混合器互相通过连接管串联连接。
本发明实施例通过在传输系统中将药剂添加，并通过传输系统中混合装置将药剂与底泥搅拌，使药剂与底泥充分反应，使得底泥一出传输系统就在沉淀池中沉淀，使得有害物质随泥从水体中沉淀出来，不管是沉淀池中的上清液，还是底泥脱水干化获得的尾水，均达标，可直接排放至原河道，而无需再进行尾水处理，节约处理流程，且能保证排出至河道的水质更好，因为无需再设置尾水处理这一步骤，在实际工程中，无需设置对应的装置、工序以及准备对应药剂，节约后续的水处理成本，提高效率。
附图说明
图1为本发明清淤脱水干化工程中的底泥处理方法一实施例示意图；
图2为本发明清淤脱水干化工程中的底泥处理方法另一实施例示意图；
图3为本发明清淤脱水干化工程中的底泥处理方法又一实施例示意图
图4为本发明底泥处理系统一实施例示意图；
图5为本发明底泥处理系统另一实施例示意图
图6为本发明底泥处理系统又一实施例示意图。
附图标记说明：
1-混合装置；2-入料管；3-出料管；4-加药装置；5-沉淀池；6-连接管；11-混合装置的入料口；12-混合装置的出料口；13-混合装置的加药口。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
现有技术中，通常在将底泥疏浚至沉淀池，自然沉降一段时间后，将上清液排放至原河道，将底泥进行脱水，将脱水获得的尾水排放至尾水池，在尾水池中进行尾水处理操作，在尾水处理达标后再排放至原河道。
其中，尾水处理操作，可能包含两种方式：
一、根据尾水中的超标成分进行针对性去除处理，例如，尾水中氮超标，则加去除氮的药剂，尾水中磷超标，则加去除磷的药剂。其存在的问题为：去除一种成分时，可能导致另一种成分超标，例如在去除氮时，可能使尾水中的磷含量增加，则需进一步处理磷，而在处理磷时，又可能导致其他有害成分增加，则又要进一步处理该其他有害成分，这样会使得尾水处理的工序增加，流程变长，较为繁琐。
二、加药剂使超标成分随泥沉淀。其存在的问题为：在尾水池中加药剂后，对上清液简单过滤后排至原河道，对沉淀物需再次进行脱水干化，即其整个流程需经历两次过滤、两次脱水干化，可能需要准备双份设备，成本高，流程繁琐。
除有关尾水处理的上述不足之外，在自然沉降后，就把自然沉降的上清液排放至原河道中，因自然沉降的沉降效果有限，上清液中还是含有大量泥，因泥中含有害物质，其直接排放会对原来的水生态系统造成不良影响。
可见现有的底泥处理方式/流程，将底泥中超标成分的主要处理操作放在尾水处理步骤中，不管是工程效率，还是排放至原河道的水的净化效果，都有些不尽人意。
考虑到现有底泥处理方式的上述缺陷，本发明一实施例中，在将底泥脱水前，就将泥水进行分离处理，使得尾水中仅含少量有害成分，无需进行上述尾水处理操作。发明人在进行本发明实施例所述方案的构思时，发现最好不在沉淀池中进行添加化学药剂进行沉降等处理操作，因为沉淀池通常较大，若直接在沉淀池中加入化学药剂，则有加入药剂无法与底泥充分混合的问题，对于沉淀池来说，若在其中加入混合器/搅拌装置，则一是因为与其“沉淀”功能不符，且在实际的清淤工程中，为保证清淤效率，底泥不能在沉淀池中停留太长时间，若在其中加药搅拌一段时间，再停止搅拌，沉淀一段时间，则在沉淀池中需停留很长时间，这与工程效率要求不符；二是因为无法对药剂量进行定量分析，无法确定合适的药剂量，无法在沉淀效果与药剂成本之间做出合理平衡，因而在工程上的可操作性较差。
基于上述考虑，本发明提出一种清淤脱水干化工程中的底泥处理方法。如图1为本发明底泥处理方法一实施例示意图。
如图1，所述底泥处理方法包括：
a.将底泥疏浚至所述沉淀池，其中，在将底泥通过所述传输系统疏浚至所述沉淀池的过程中，将药剂加入所述传输系统，底泥与药剂在所述传输系统中混合，使得底泥在所述沉淀池中泥水分离；
b.将所述沉淀池中泥水分离后的上清液排放至原河道；
c.将所述沉淀池中沉淀的泥浆进行脱水干化处理。
在底泥疏浚过程中，因底泥被扰动，使得疏浚至沉淀池的底泥成为水含量较高的泥水混合物。在将底泥通过传输系统输送至沉淀池时，通过加药装置将药剂加入输送的底泥中，通过传输系统中的混合器，使得药剂与底泥搅拌混合，充分反应，使得到达沉淀池中的为与药剂充分混合的底泥，底泥在一到达沉淀池时就迅速泥水分离，其中，底泥中的悬浮物受药剂作用凝聚，并受重力作用沉降。
其中，因为在传输系统中就实现了药剂与底泥的充分混合，因而底泥在到达沉淀池后可迅速地泥水分离，其中，因氨氮、氮、磷等成分都在泥中，因而氨氮、氮、磷等成分随泥沉淀，泥水分离后的上清液中则仅含有少量泥，即仅含极少的氨氮、氮、磷等成分，可保证在沉淀池中的上清液为相关指标达标的、可直接排放的水。
因氨氮、氮、磷等成分存在于泥中，只要将泥水分离，就可实现水指标达标。将沉淀的泥浆进行脱水干化处理后，因药剂作用保证泥水分离，通过脱水干化，氨氮、氮、磷等成分留在脱水后的干泥中，脱水干化获得的水则仅包含少量的泥，进而包含少量的氨氮、氮、磷等成分，使得脱水干化获得的水为相关指标达标的、可直接排放的水。
具体地，首先，可通过泥浆泵或绞吸船将底泥通过传输系统输送至沉淀池。在输送过程中，通过加药装置将药剂加入底泥中。可加入一种或多种药剂。
其次，底泥在沉淀池中迅速泥水分离，将泥水分离后的上清液排放至原河道，可选地，可将上清液直接排放至原河道，也可将上清液输至尾水池后，再通过尾水池直接排放至原河道，其中，尾水池可仅为上清液通往原河道的缓冲池，在尾水池中不进行任何处理后直接排放至原河道，尾水池也可包含简单过滤功能，将上清液中的大颗粒物滤除，将滤除大颗粒物后的上清液排放至原河道。
此外，将泥水分离后沉淀的泥浆进行脱水干化处理，具体可采用板框压滤机械脱水的形式，也可采用其他脱水方式，此处不做限制。可选地，c步骤具体包括：将沉淀池中沉淀的泥浆抽取进入的均化池进行调理，并对调理后的泥浆进行脱水处理。对泥浆进行调理后，可均化其中的水量与水质，减小进行脱水处理的泥浆的水量和水质波动。
可选地，如图2，步骤c之后还包括：d.将所述泥浆脱水干化获得的尾水排放至所述沉淀池。
泥浆脱水干化时，其中的药剂会随水滤出，将含药剂的尾水排放至沉淀池，使得药剂再次促进沉淀池中底泥的泥水分离，实现药剂的重复利用，使得沉淀池中泥水分离得更为彻底，排出至原河道的水更为干净。
可选地，如图3，步骤c之后还包括：e.将所述泥浆脱水干化获得的尾水排放至尾水池，再通过尾水池排放至原河道，或者，将所述泥浆脱水干化获得的尾水直接排放至原河道。
将沉淀的泥浆进行脱水干化处理后，因药剂作用保证泥水分离，通过脱水干化，氨氮、氮、磷等成分留在脱水后的干泥中，脱水干化获得的水则仅包含少量的泥，进而包含少量的氨氮、氮、磷等成分，使得脱水干化获得的水为相关指标达标的、可直接排放的水，因而无需对脱水干化获得尾水进行尾水处理操作，就可将其排放至原河道。
其中，尾水池可仅为尾水通往原河道的缓冲池，在尾水池中不进行任何处理后直接排放至原河道。
本发明实施例通过在传输系统中将药剂添加，并通过传输系统中混合装置将药剂与底泥搅拌，使药剂与底泥充分反应，使得底泥一出传输系统就在沉淀池中沉淀，使得有害物质随泥从水体中沉淀出来，不管是沉淀池中的上清液，还是底泥脱水干化获得的尾水，均达标，可直接排放至原河道，而无需再进行尾水处理，节约处理流程，且能保证排出至河道的水质更好，因为无需再设置尾水处理这一步骤，在实际工程中，无需设置对应的装置、工序以及准备对应药剂，节约后续的水处理成本，提高效率。
可选地，步骤a中加入的为增强底泥离子浓度的药剂。
河道底泥经疏浚扰动后，变成含水量较高的泥水混合物，其中的固体胶粒表面为双电层结构，双电层结构下，固体胶粒表面处反离子的浓度最大，随着胶粒表面向外的距离越大，反离子浓度越低，最终与溶液中离子浓度相等。向其中加入增强底泥离子浓度的药剂后，扩散层的厚度减小，当两个胶粒互相接近时，由于扩散层厚度减小，电位降低，因此胶粒间的斥力就减小，胶粒间斥力与吸力的合力由斥力为主变成以吸力为主，胶粒得以迅速凝聚。
可选地，所述药剂还可增强底泥中异号离子、异号胶粒等带异号电荷粒子的浓度(此处带异号电荷粒子指与底泥原有固体胶粒电荷相异的粒子)，通过底泥中原有的固体胶粒与带异号电荷粒子的吸附作用，中和固体胶粒的部分电荷，减少静电斥力，使得固体胶粒易与其它颗粒接近而互相吸附。
可选地，步骤a中加入的药剂用于将底泥中的颗粒物吸附成团。
所述药剂可为高分子聚合物，高分子聚合物具有能与胶粒表面某些部位起作用的化学基团，当高聚合物与胶粒接触时，基团能与胶粒表面产生特殊的反应而相互吸附，而高聚物分子的其余部分则伸展在溶液中，可以与另一个表面有空位的胶粒吸附，这样聚合物就起了架桥连接的作用，将胶粒与胶粒之间互相连接聚合在一起，高聚合物分子链固定在不同的颗粒表面上，各颗粒之间形成聚合物的桥，高聚合物分子链之间通过种种机械、物理、化学等作用，互相牵连在一起，形成网状，进一步将悬浮的细小颗粒物网捕，最终在重力作用下沉降下来。
可选地，步骤a中加入的药剂所带电荷与底泥颗粒物表面电荷相反。
底泥颗粒物表面的动电位是颗粒阻聚的原因之一，通过加入所带电荷与底泥颗粒物表面电荷相反的药剂，可降低动电位，使得底泥颗粒物凝聚。此处底泥颗粒物即底泥中胶粒。
可选地，所述药剂包括第一药剂和第二药剂，所述第一药剂用于增强底泥离子浓度，所述第二药剂用于将底泥中的颗粒物吸附成团。在将药剂加入传输系统时，首先加入第一药剂，以降低底泥颗粒物之间的斥力，降低底泥颗粒物与水之间的吸力，使得底泥中颗粒物与水分离，再加入第二药剂，将底泥中悬浮的颗粒物吸附连接，并形成网状，将细小颗粒物一并卷带沉淀。
可选地，如图4为所述底泥处理方法所适用的底泥处理系统一实施方式的示意图，所述底泥处理系统包含两个加药装置，该两个加药装置分别与前后串联的两个混合器的加药口连接，底泥从前一混合器流向后一混合器，其中，与前一混合器加药口连接的加药装置用于添加第一药剂，与后一混合器加药口连接的加药装置用于添加第二药剂。其中，第一药剂为可增强底泥离子浓度的药剂，第二药剂用于将底泥中的颗粒物吸附成团，因前一混合器与后一混合器顺序固定，且底泥先流过前一混合器再流到后一混合器，所以，在两个加药装置同时添加药剂的情况下，第一药剂实际先添加，第二药剂后添加，如此，可保证药剂与底泥搅拌充分、反应充分。
有关本发明各实施例所述的药剂，本领域技术人员可以根据本发明思想的教导选择合适的现有产品。
可选地，通过整个抽取底泥的泥浆泵和传输底泥的接力泵，确定传输系统中底泥流量，基于底泥流量确定药剂添加量。
因每个泥浆泵和接力泵出厂都有相应的指标，包括扬程、功率、设计流量等，通过泵的参数可计算底泥疏浚流量。
本发明实施例以河道底泥为例进行说明，但本发明清淤脱水干化工程中的底泥处理系统及方法不限于应用于河道底泥的处理，还可应用于如水库、湖、海等水域的处理。
本发明提出一种适用于上述各实施例所述底泥处理方法的底泥处理系统，图5为本发明所述底泥处理系统一实施例示意图。
如图5，所述底泥处理系统包括：加药装置4、传输系统以及沉淀池5；所述加药装置4连通至所述传输系统，所述传输系统连通至所述沉淀池5。
其中，传输系统用于传输底泥，传输系统一端管道与沉淀池5连通，以将从河道底部抽取的底泥运输至沉淀池5。加药装置4与传输系统连通，在传输系统中加入药剂，使得在底泥传输过程中实现药剂与底泥的混合，进而当底泥与药剂的混合物到达沉淀池5后，迅速泥水分离。
如此，既可充分利用底泥传输过程的动能，使得底泥与药剂充分搅拌混合，又节约了专门用于底泥与药剂搅拌混合的时间，使得底泥在沉淀池5中泥水分离的程度更高，水质更为纯净，同时也节约了处理时间，提高了工程效率。
可选地，如图5和图6，所述传输系统包括混合装置1、入料管2以及出料管3，所述入料管2与所述混合装置1的入料口11连接，所述出料管3的一端与所述混合装置1的入料口12连接，所述出料管3的另一端与所述沉淀池5连接。
药剂是通过加入到传输系统中，进而加入到底泥中的，而传输系统中的传输管道管径较小，一定时间内流过的底泥流量也相对较小，而底泥流量越小，其越能与药剂充分混合，与沉淀池5中大量的底泥相比，传输系统中传输的底泥天然具备更好的混合条件，而通过在传输系统中设置混合装置1，将在传输系统中传输的底泥在混合装置1中进行底泥与药剂的搅拌混合，保证底泥与药剂充分混合，再通过传输管道将搅拌混合后的底泥-药剂混合物运输到沉淀池5，使得到达沉淀池5的底泥-药剂混合物，为底泥与药剂充分混合好的混合物，可保证其到达沉淀池5后，迅速进行泥水分离，进而达到较好的聚沉效果。
可选地，混合装置1为一个或至少两个混合器，混合器可为无动力混合器或动力混合器。
可选地，所述动力混合器包括混合舱、驱动电机与搅拌装置，所述搅拌装置设置在所述混合舱中，所述搅拌装置包括搅拌叶轮(所述搅拌叶轮可包括螺旋叶轮)与搅拌轴，所述混合舱的形状为两端开口的圆柱筒，所述混合舱的一端开口为入料口11，所述混合舱的另一端适于所述搅拌轴部分穿出，所述搅拌轴穿出部分与所述驱动电机连接。
所述动力混合器包括还包括减速机，所述搅拌轴穿过所述减速机与所述驱动电机连接，所述混合舱的侧壁上开设出料口与加药口，所述出料口位于所述混合舱靠近所述减速机一侧。
一实施方式中，混合装置为一个混合器，则混合器的入料口为混合装置的入料口，混合器的出料口为混合装置的入料口。
另一实施方式中，混合装置1为至少两个混合器，该至少两个混合器之间通过连接管串联连接，具体为前一混合器的出料口与后一混合器的入料口通过连接管连接，其中，混合器的前后顺序与底泥运输方向一致，底泥从前一混合器的出料口流向后一混合器的入料口。串联连接的多个混合器中，最靠前的第一个混合器的入料口为混合装置1的入料口11，最靠后的最后一个混合器的出料口为混合装置1的入料口12。
传输系统中的传输管道包括入料管2与出料管3，入料管2与绞吸船或泥浆泵直接连接，或通过接力泵等与绞吸船或泥浆泵间接连接，将从河道底部抽出的底泥传输到混合装置1，再从混合装置1出来，通过出料管3进入沉淀池5。
可选地，所述加药装置4与所述混合装置1的加药口13连接。
混合装置1的加药口13，可设置于混合装置1的侧壁上，具体可设置在靠近入混合装置1入料口的一侧。混合装置1的加药口可为一个或多个，可选地，混合装置1包含一个或至少两个混合器，每个混合器上设置一个加药口，且每个混合器的加药口都设置在入料口侧，具体可设置在入料口与混合器中搅拌叶轮之间的侧壁上，如此，可使得底泥与药剂一同进入搅拌叶轮进行搅拌混合，促进底泥与药剂的充分混合。加药装置4与混合装置1的加药口连接，以便加药装置4将药剂加入混合装置1，进而使得底泥与药剂在混合装置1充分混合。
可选地，所述混合装置1包括至少两个混合器，所述加药装置4与所述混合器的数量相等，且一一对应连接。
加药装置4与混合器一一对应连接，指一个加药装置4连接到与其一一对应的混合器的加药口。如此，不同加药装置4可用于添加不同药剂，其对应的混合器用于混合该种药剂与底泥，且因混合器具有前后顺序，所以，可通过控制不同加药装置4添加不同药剂，进而控制药剂的添加顺序，以获得更好的药剂反应效果。
可选地，所述传输系统包括流量计，用于检测传输系统中的底泥流量，进而确定加药装置加入的药剂量。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
1.一种清淤脱水干化工程中的底泥处理方法，其特征在于，所述底泥处理方法包括：
a.将底泥疏浚至沉淀池，其中，在将底泥通过传输系统疏浚至所述沉淀池的过程中，将药剂加入所述传输系统，底泥与药剂在所述传输系统中混合，使得底泥在所述沉淀池中泥水分离；
b.将所述沉淀池中泥水分离后的上清液排放至原河道；
c.将所述沉淀池中沉淀的泥浆进行脱水干化处理。
2.如权利要求1所述的底泥处理方法，其特征在于，步骤c之后还包括：
d.将所述泥浆脱水干化获得的尾水排放至所述沉淀池。
3.如权利要求1所述的底泥处理方法，其特征在于，步骤c之后还包括：
e.将所述泥浆脱水干化获得的尾水排放至尾水池，再通过尾水池排放至原河道，或者，将所述泥浆脱水干化获得的尾水直接排放至原河道。
4.如权利要求1-3中任一项所述的底泥处理方法，其特征在于，所述药剂用于增强底泥离子浓度。
5.如权利要求1-3中任一项所述的底泥处理方法，其特征在于，所述药剂用于将底泥中的颗粒物吸附成团。
6.如权利要求1-3中任一项所述的底泥处理方法，其特征在于，所述药剂包括第一药剂和第二药剂，所述第一药剂用于增强底泥离子浓度，所述第二药剂用于将底泥中的颗粒物吸附成团；所述将药剂加入所述传输系统，底泥与药剂在所述传输系统中混合的步骤包括：
将所述第一药剂加入底泥后，将所述第二药剂加入底泥。
7.一种适用如权利要求1-6中任一项所述底泥处理方法的底泥处理系统，其特征在于，包括：加药装置(4)、传输系统以及沉淀池(5)；所述加药装置(4)连通至所述传输系统，所述传输系统连通至所述沉淀池(5)。
8.如权利要求7所述的底泥处理系统，其特征在于，所述传输系统包括混合装置(1)、入料管(2)以及出料管(3)，所述入料管(2)与所述混合装置(1)的入料口(11)连接，所述出料管(3)的一端与所述混合装置(1)的出料口(12)连接，所述出料管(3)的另一端与所述沉淀池(5)连接。
9.如权利要求8所述的底泥处理系统，其特征在于，所述混合装置包括至少两个混合器，所述加药装置(4)与所述混合器的数量相等，且一一对应连接。
10.如权利要求9所述的底泥处理系统，其特征在于，所述混合器(1)互相通过连接管(6)串联连接。
技术总结