城市黑臭水体底泥清淤及处理处置关键技术研究与应用

摘要

近二十年来，我国城市黑臭水体数量剧增，严重影响城市的市容市貌和周围居民的生活水平。国家下发“水十条”，全面指导和监督黑臭水体的治理。
　　本课题以黄石青山湖、常州湖塘河、武汉黄孝河箱涵以及德清观音漾四个不同区域城市黑臭水体为研究对象，对该四个区域黑臭水体底泥取样，采用CJT-2005城市污水处理厂污泥检测方法检测其含水率和有机质，利用激光粒度仪分析分析其颗粒度和含砂率，按照HJ557-2009对其进行重金属检测，利用XRF即X射线荧光光谱分析其物相组成。通过以上检测，可以看出青山湖底泥含水率为68.32%，含有12.33%的有机质，主要成份为SiO2和Al2O3，其含量与陶粒制备原料相符，虽然As、Pb、Ni重金属超标，但不影响其作为烧制陶粒的原材料。湖塘河淤泥的含水率为69.77%，含有13.98%的有机质，脱水干化处理较难，经过调质脱水处理后，可以用作园林绿化用土或路基回填土；黄孝河箱涵底泥含水率为25.98%，有机质仅为2.38%，主要以沙为主，相对于其它三种底泥，更容易分离脱水干化处理，同时沙类物料经过适当预处理后，可作为建筑原材料或直接用来做砖类产品；德清观音漾的底泥黏土矿物为主，重金属含量不超标，颗粒细微，脱水难度一般，初步分析较适合做烧结砖的添加原料和陶瓷类制品的原料。
　　对以上四个不同区域的黑臭水体进行了干塘清淤、带水清淤和环保清淤三种清淤工法的对比，给出了适合城区黑臭水体底泥环保清淤工艺，并针对四个黑臭水体的清淤施工难点，选型设计和改造了四款适宜的设备，并工程化应用，结果显示，采用环保清淤工艺配合合适的清淤设备，不仅能够高质量高效率的清除污染底泥，且能有效控制环境二次污染。
　　对以上四个不同区域的黑臭水体进行了自然脱水干燥法、真空预压脱水法、土工管袋法、机械脱水法、搅拌固化法、机械脱水固化法的研究分析，得出针对难于脱水处理的黑臭水体底泥而言，采用机械脱水处理是最佳选择，并进一步进行了带式压滤机、离心机和隔膜板框压滤机三种机械设备结合底泥调质研究，发现隔膜板框压滤机与药剂调质相结合的方式最适宜城区黑臭水体底泥的及时脱水干化处理。
　　本文根据底泥理化性质检测结果，分别对湖塘河底泥进行了园林用土研究，黄孝河箱涵底泥制砖研究，和青山湖底泥烧制陶粒的研究，得出湖塘河底泥制备园林绿化用土的最佳改良剂添加比例为15%改良剂J，或者10%改良剂J与5%改良剂JF混合剂，黄孝河箱涵底泥分离出的沙类物料制备压制成型免烧砖，仅掺水泥的最经济可靠的辅料添加比例为水泥25%，水5%，成型压力30Mpa，掺水泥和石子的最经济可靠的辅料添加比例为水泥25%、石子20%、水9%、成型压力25Mpa，制备出的砖均能达到7天抗压强度符合JC/T422-2007《非烧结垃圾尾矿砖》中的MU20强度级。青山湖底泥烧制陶粒，最佳掺入比钠长石13%、钾长石13%、碳酸钙4%和碳粉4%，同时做好烧结温度控制，所制得陶粒的孔洞结构丰富，其吸水率和抗压强度均满足GBT17431.1-2010《轻集料及其试验方法》的要求。

目录

声明

选题的依据与意义

国内外文献资料综述

1绪论

1.1研究背景及意义

1.2研究现状

1.3课题主要研究的内容

2黑臭水体的成因及泥性分析

2.1黑臭水体的成因

2.2黑臭水体泥性分析

2.3 本章小结

3黑臭水体的底泥清淤技术研究

3.1 常见清淤工艺及设备对比分析

3.2适应城区黑臭水体环保清淤工艺及设备研究

3.3 本章小结

4底泥的处理技术研究

4.1处理原则

4.2不同干化处理工法分析

4.3底泥调质研究

4.4针对黑臭水体底泥机械脱水干化工艺及设备研究

4.5本章小结

5 脱水干化底泥的资源化技术探索研究

5.1园林用土实验研究

5.2压制成型工艺制备免烧砖的实验研究

5.3 底泥制备多孔陶粒的实验研究

5.4 本章小结

6.1结论

6.2 建议

参考文献

附录：攻读工程硕士学位期间发表的部分科研成果

致谢