[发明专利]一种河湖疏浚底泥资源化利用方法

说明书

本发明涉及一种河湖疏浚底泥资源化利用方法，包括以下步骤：S1、脱水处理：向疏浚底泥中加入制备的共价键型复合絮凝剂@Fe₃O₄，搅拌混合均匀进行混凝，自然沉降后，去除上覆水，得到絮凝脱水的底泥；S2、堆肥处理：将絮凝脱水后的底泥，加入制备的羟基磷灰石/雪硅钙石@Fe₃O₄复合材料，进行好氧堆肥使堆肥产物达到腐熟度要求；S3、后处理：将堆肥后的产物风干，进行磁选分离，剩余的腐殖物质与其他辅料配制成育苗基质。相较于疏浚底泥传统直接进行堆肥，本方法克服了疏浚底泥脱水预处理难度大、因重金属含量高而产品质量难以达标的难题，堆肥产物重金属可满足《绿化用有机基质》用于封闭林地、高速公路或造林等绿化种植用有机质的标准值。

技术领域

本发明属于固体废物处理技术领域，涉及一种河湖疏浚底泥资源化利用方法。

背景技术

随着现代城市化进程与工业水平提升，人类产生的大量生活污水和工业废水排入河流和湖泊，造成水体污染日益严重。水体中的污染物不仅严重削弱了自然水体的自净功能导致其水体基本功能退化或丧失，而且这些污染物随时间逐渐在底泥中沉淀富集。受污染的底泥可不断向水体中释放污染物，已成为水体污染的“内源”，故采用环保疏浚技术清除污染底泥，可从根本上对河道内部污染源进行处理，彻底杜绝底泥对水体的再次污染，是目前治理黑臭水体的最有效手段。环保疏浚带来了大量疏浚底泥，这些疏浚底泥体积庞大、含水率高、有毒有害成分多，不仅侵占大量土地资源，还易对周围环境造成二次污染，甚至危及人体健康。

疏浚底泥是黏土、泥沙、有机质及各种矿物的混合物，经长时间物理、化学及生物等作用及水体传输而沉积于水体底部所形成，是以非常细的角状粘土物质为主的结构性土。底泥能够吸附水体中的大部分污染物，主要包括营养物质(氮、磷、钾等)、有毒重金属以及其他有机污染物，是一种成分和结构复杂的混合物。疏浚底泥的含水率一般高达75％以上，而且随着有机质成分和带电荷胶体的增加，底泥的脱水性能越差，因此，疏浚底泥能否高效深度脱水将对其后续处理处置产生重要影响。底泥中最常见的有害重金属包括Pb、Zn、Ni、Cu和Cd等，因其无法被分解且能够通过食物链在生物体内富集，对自然环境和人体危害极大，因此，疏浚底泥中的重金属也是影响其处理处置的主要问题。目前疏浚底泥的处理主要通过重力(重力浓缩)或机械方式(离心浓缩、带式浓缩等)进行浓缩脱水，通过这些方式进行脱水是底泥最重要的减量化步骤。但是这些方式均存在着需要消耗大量机械力和动力能源、仅能脱除自由水(不与底泥颗粒结合，不受毛细作用影响，可自由流动的水)与间歇水(存在于底泥颗粒之间的孔隙或颗粒的裂缝中，受底泥毛细作用而与颗粒结合的水)、不能脱除表面结合水(因粘附力吸附在底泥颗粒表面上的水)的弊端，无法实现疏浚底泥的高效深度脱水与减量。

无机絮凝剂(硫酸铝Al₂(SO₄)₃、聚合氯化铝PACl等)、有机絮凝剂(季铵盐类、聚胺盐类、阳离子型聚丙烯酰胺CPAM等)、复合絮凝剂(聚合硫酸铁PFS、聚丙烯酰胺PAA)作为水处理常见的絮凝剂，其用于市政污泥或疏浚底泥的化学调节脱水，主要是通过电中和、架桥作用等脱除自由水，这不能保证非机械外力下的絮凝脱水效果达到满意的效果。有研究采用含有季铵盐基团和长碳链的硅烷偶联剂(3-(三甲氧基硅烷基)丙基-N-十二烷基二甲基氯化铵)、聚合硫酸铁和二甲基二硫代氨基甲酸钠为原料，制备共价键型絮凝剂用于污染河流底泥(郭利芳，共价键型絮凝剂对疏浚底泥脱水的研究[D].北京石油化工学院.2018)，相较于Al₂(SO₄)₃、CPAM、PFS而言，底泥沉降性能好且试验泥饼含水率降低14％左右，实现了较好的絮凝脱水效果，且添加的二甲基二硫代氨基甲酸钠可固化底泥中的重金属。然而经此方法浓缩脱水的底泥中重金属含量增大且形态稳定，从而增大了底泥未来安全处置以及资源化利用的难度，容易使资源化产品的重金属含量超标。