公布日：2023.09.29
申請(qǐng)日：2023.08.31
分類號(hào)：C02F11/00(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種污泥塘的原位治理方法，涉及污染處理技術(shù)領(lǐng)域，包括：在污泥塘的頂面鋪設(shè)柔性支撐系統(tǒng)，為原位固化設(shè)備提供施工作業(yè)平臺(tái)；采用原位固化設(shè)備對(duì)污泥塘進(jìn)行多維立體攪拌，同時(shí)添加固化藥劑，以形成固化體；在柔性支撐系統(tǒng)頂部鋪設(shè)生態(tài)隔離系統(tǒng)，完成對(duì)污泥塘的原位治理。通過(guò)本發(fā)明的技術(shù)方案，方法的可操作性強(qiáng)、施工簡(jiǎn)單、治理效果好，能夠?qū)Σ痪邆鋸?qiáng)度的流態(tài)污泥進(jìn)行全方位的原位固化，尤其是實(shí)現(xiàn)了對(duì)深度較大的污泥塘進(jìn)行多維度固化治理。
權(quán)利要求書
1.一種污泥塘的原位治理方法，其特征在于，包括：在污泥塘的頂面由下向上逐層鋪設(shè)底部泡沫支撐板、中間加筋土工布層和頂部碎石層，所述頂部碎石層由底部至頂部的碎石粒徑逐漸增大，完成柔性支撐系統(tǒng)的鋪設(shè)，為原位固化設(shè)備提供施工作業(yè)平臺(tái)；采用所述原位固化設(shè)備對(duì)所述污泥塘進(jìn)行多維立體攪拌，同時(shí)添加固化藥劑，以形成固化體；其中，所述原位固化設(shè)備包括兼具高壓噴射的攪拌頭，所述攪拌頭包括由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的帶攪拌混合刀板的滾軸，用于對(duì)所述污泥塘進(jìn)行攪拌，所述滾軸兩側(cè)為高壓噴射頭，所述高壓噴射頭用于向所述污泥塘中高壓注入所述固化藥劑，實(shí)現(xiàn)多維立體攪拌固化；在所述柔性支撐系統(tǒng)頂部鋪設(shè)生態(tài)隔離系統(tǒng)，完成對(duì)所述污泥塘的原位治理；所述在污泥塘的頂面鋪設(shè)柔性支撐系統(tǒng)的具體過(guò)程包括：在所述污泥塘的表面鋪設(shè)聚苯乙烯泡沫板；在所述聚苯乙烯泡沫板上方鋪設(shè)縱向加筋土工布層，其中，所述縱向加筋土工布層的寬度與所述聚苯乙烯泡沫板的寬度相等，鋪設(shè)方向垂直于所述聚苯乙烯泡沫板的長(zhǎng)邊方向；在所述縱向加筋土工布層的上方鋪設(shè)橫向加筋土工布層，其中，所述橫向加筋土工布層的鋪設(shè)方向垂直于所述縱向土工布層的鋪設(shè)方向，所述橫向加筋土工布層與所述縱向加筋土工布層之間縫合連接；在所述橫向加筋土工布層的上方鋪設(shè)級(jí)配碎石層作為所述頂部碎石層；在所述底部泡沫支撐板、所述中間加筋土工布層和所述頂部碎石層周邊設(shè)置混凝土強(qiáng)力錨固溝；其中，所述生態(tài)隔離系統(tǒng)包括導(dǎo)排氣墊、黏土保護(hù)層、隔離層、導(dǎo)排水墊和綠化土層，所述導(dǎo)排氣墊為兩肋高密度聚乙烯導(dǎo)排氣材料，所述黏土保護(hù)層的黏土細(xì)粒含量≥20%且不含有粒徑大于5mm的尖銳顆粒物，所述隔離層為抗沉降的LLDPE土工膜，所述導(dǎo)排水墊為三肋高密度聚乙烯導(dǎo)排氣材料，所述綠化土層鋪設(shè)種植綠化土。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥塘的原位治理方法，其特征在于，所述聚苯乙烯泡沫板的厚度為20~40cm，密度為15~20kg/m3；所述橫向加筋土工布層和所述縱向加筋土工布層均采用高強(qiáng)聚酯有紡?fù)凉げ迹瑔挝幻娣e質(zhì)量≤500g/m2，短期抗拉強(qiáng)度≥300kN/m，斷裂延伸率≤12%，寬度為3~5m；所述級(jí)配碎石層采用耐酸性氣體腐蝕的機(jī)制碎石，碎石粒徑為20~60mm，碎石中碳酸鈣含量≤10%，厚度為20~30cm；所述混凝土強(qiáng)力錨固溝的寬度≥0.8m、深度≥1.0m、寬深比為0.5~0.8，采用混凝土的型號(hào)≥C20，所述混凝土強(qiáng)力錨固溝采用連續(xù)澆筑方式澆筑而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥塘的原位治理方法，其特征在于，采用所述原位固化設(shè)備對(duì)所述污泥塘進(jìn)行多維立體攪拌固化過(guò)程中，所述原位固化設(shè)備的作業(yè)點(diǎn)位位于所述橫向加筋土工布層與所述縱向加筋土工布層的交接位置，所述橫向加筋土工布層之間的間距為所述橫向加筋土工布層寬度的2倍，所述縱向加筋土工布層之間的間距與所述縱向加筋土工布層的寬度相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥塘的原位治理方法，其特征在于，所述固化藥劑采用早強(qiáng)低堿型固化劑，由硅酸鹽結(jié)構(gòu)劑、碳酸鹽結(jié)構(gòu)劑、無(wú)機(jī)鹽促凝劑、晶體礦物礦化劑、粘土礦物礦化劑和高分子聚合物偶聯(lián)劑按預(yù)設(shè)比例復(fù)配而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥塘的原位治理方法，其特征在于，所述導(dǎo)排氣墊的縱向拉伸強(qiáng)度≥24kN/m，導(dǎo)氣率≥3.6×10-4cm/s；所述黏土保護(hù)層的塑性指數(shù)≥10%；所述隔離層的斷裂強(qiáng)度≥40kN/m，斷裂標(biāo)稱應(yīng)變≥800%，多軸拉伸斷裂應(yīng)變≥30%；所述導(dǎo)排水墊的縱向拉伸強(qiáng)度≥24kN/m，導(dǎo)水率≥1.0×10-3cm/s；所述綠化土層的厚度≥50cm，壓實(shí)度≥80%。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種污泥塘的原位治理方法，通過(guò)在污泥塘頂面鋪設(shè)柔性支撐系統(tǒng)，在柔性支撐系統(tǒng)的支撐作用下再采用污泥固化專用設(shè)備對(duì)污泥塘內(nèi)污泥進(jìn)行多維立體攪拌固化，形成固化體；最后，再在柔性支撐系統(tǒng)頂部鋪設(shè)生態(tài)隔離系統(tǒng)，完成污泥塘原位治理。整個(gè)原位治理方法的可操作性強(qiáng)、施工簡(jiǎn)單、治理效果好，能夠?qū)Σ痪邆鋸?qiáng)度的流態(tài)污泥進(jìn)行全方位的原位固化，尤其是實(shí)現(xiàn)對(duì)深度較大的污泥塘進(jìn)行多維度固化治理。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種污泥塘的原位治理方法，包括：在污泥塘的頂面鋪設(shè)柔性支撐系統(tǒng)，為原位固化設(shè)備提供施工作業(yè)平臺(tái)；采用所述原位固化設(shè)備對(duì)所述污泥塘進(jìn)行多維立體攪拌，同時(shí)添加固化藥劑，以形成固化體；在所述柔性支撐系統(tǒng)頂部鋪設(shè)生態(tài)隔離系統(tǒng)，完成對(duì)所述污泥塘的原位治理。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述在污泥塘的頂面鋪設(shè)柔性支撐系統(tǒng)的具體過(guò)程包括：
在所述污泥塘的頂面由下向上逐層鋪設(shè)底部泡沫支撐板、中間加筋土工布層和頂部碎石層，完成所述柔性支撐系統(tǒng)的鋪設(shè)。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述在污泥塘的頂面鋪設(shè)柔性支撐系統(tǒng)的具體過(guò)程包括：
在所述污泥塘的表面鋪設(shè)聚苯乙烯泡沫板；
在所述聚苯乙烯泡沫板上方鋪設(shè)縱向加筋土工布層，其中，所述縱向加筋土工布層的寬度與所述聚苯乙烯泡沫板的寬度相等，鋪設(shè)方向垂直于所述聚苯乙烯泡沫板的長(zhǎng)邊方向；
在所述縱向加筋土工布層的上方鋪設(shè)橫向加筋土工布層，其中，所述橫向加筋土工布層的鋪設(shè)方向垂直于所述縱向土工布層的鋪設(shè)方向，所述橫向加筋土工布層與所述縱向加筋土工布層之間縫合連接；
在所述橫向加筋土工布層的上方鋪設(shè)級(jí)配碎石層，且所述級(jí)配碎石層由底部至頂部的碎石粒徑逐漸增大；
在所述底部泡沫支撐板、所述中間加筋土工布層和所述頂部碎石層周邊設(shè)置混凝土強(qiáng)力錨固溝。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述聚苯乙烯泡沫板的厚度為20~40cm，密度為15~20kg/m3；
所述橫向加筋土工布層和所述縱向加筋土工布層均采用高強(qiáng)聚酯有紡?fù)凉げ迹瑔挝幻娣e質(zhì)量≤500g/m2，短期抗拉強(qiáng)度≥300kN/m，斷裂延伸率≤12%，寬度為3~5m；
所述級(jí)配碎石層采用耐酸性氣體腐蝕的機(jī)制碎石，碎石粒徑為20~60mm，碎石中碳酸鈣含量≤10%，厚度為20~30cm；
所述混凝土強(qiáng)力錨固溝的寬度≥0.8m、深度≥1.0m、寬深比為0.5~0.8，采用混凝土的型號(hào)≥C20，所述混凝土強(qiáng)力錨固溝采用連續(xù)澆筑方式澆筑而成。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，采用所述原位固化設(shè)備對(duì)所述污泥塘進(jìn)行多維立體攪拌固化過(guò)程中，所述原位固化設(shè)備的作業(yè)點(diǎn)位位于所述橫向加筋土工布層與所述縱向加筋土工布層的交接位置，所述橫向加筋土工布層之間的間距為所述橫向加筋土工布層寬度的2倍，所述縱向加筋土工布層之間的間距與所述縱向加筋土工布層的寬度相等。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述原位固化設(shè)備包括兼具高壓噴射的攪拌頭，所述攪拌頭包括由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的帶攪拌混合刀板的滾軸，用于對(duì)所述污泥塘進(jìn)行攪拌，所述滾軸兩側(cè)為高壓噴射頭，所述高壓噴射頭用于向所述污泥塘中高壓注入所述固化藥劑，實(shí)現(xiàn)多維立體攪拌固化。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述固化藥劑采用早強(qiáng)低堿型固化劑，由硅酸鹽結(jié)構(gòu)劑、碳酸鹽結(jié)構(gòu)劑、無(wú)機(jī)鹽促凝劑、晶體礦物礦化劑、粘土礦物礦化劑和高分子聚合物偶聯(lián)劑按預(yù)設(shè)比例復(fù)配而成。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述生態(tài)隔離系統(tǒng)包括導(dǎo)排氣墊、黏土保護(hù)層、隔離層、導(dǎo)排水墊和綠化土層，所述導(dǎo)排氣墊為兩肋高密度聚乙烯導(dǎo)排氣材料，所述黏土保護(hù)層的黏土細(xì)粒含量≥20%且不含有粒徑大于5mm的尖銳顆粒物，所述隔離層為抗沉降的LLDPE土工膜，所述導(dǎo)排水墊為三肋高密度聚乙烯導(dǎo)排氣材料，所述綠化土層鋪設(shè)種植綠化土。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述導(dǎo)排氣墊的縱向拉伸強(qiáng)度≥24kN/m，導(dǎo)氣率≥3.6×10-4cm/s；所述黏土保護(hù)層的塑性指數(shù)≥10%；所述隔離層的斷裂強(qiáng)度≥40kN/m，斷裂標(biāo)稱應(yīng)變≥800%，多軸拉伸斷裂應(yīng)變≥30%；所述導(dǎo)排水墊的縱向拉伸強(qiáng)度≥24kN/m，導(dǎo)水率≥1.0×10-3cm/s；所述綠化土層的厚度≥50cm，壓實(shí)度≥80%。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
（1）該發(fā)明可解決污泥塘原位治理的作業(yè)平臺(tái)問(wèn)題，由于污泥塘內(nèi)污泥呈流態(tài)狀、不具備任何承載力，污泥原位固化設(shè)備無(wú)法直接在頂部作業(yè)，只能在污泥塘一側(cè)或四周開展治理施工，因此，本發(fā)明通過(guò)柔性支撐系統(tǒng)為原位固化設(shè)備提供施工作業(yè)平臺(tái)，可大幅提高施工作業(yè)效率至少2倍以上。
（2）該發(fā)明可大幅保證污泥固化設(shè)備的安全，傳統(tǒng)的污泥原位固化施工只能從污泥塘周邊慢慢向內(nèi)部推進(jìn)，由于污泥流動(dòng)性大，且剛剛固化完的污泥承載力較低，因此，采用傳統(tǒng)發(fā)明在污泥逐步固化期間存在較大的設(shè)備塌陷風(fēng)險(xiǎn)，而本發(fā)明不存在此問(wèn)題。
（3）該發(fā)明可大幅節(jié)約污泥固化藥劑用量，因本發(fā)明頂部已實(shí)施柔性支撐系統(tǒng)，因此，污泥原位固化治理期間對(duì)固化藥劑的添加量可隨著污泥塘的深度逐步降低，且該發(fā)明僅對(duì)污泥總量固化率約80%左右，因此，該發(fā)明在保證污泥原位固化治理效果的基礎(chǔ)上，至少可節(jié)省50%以上的污泥固化劑。
（4）該發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對(duì)深度較大的污泥塘進(jìn)行多維度固化治理，傳統(tǒng)采用阿魯?shù)葯C(jī)械攪拌頭的污泥原位固化發(fā)明，污泥最大固化深度只能達(dá)到7-8m，若采用本發(fā)明對(duì)污泥固化攪拌頭進(jìn)行改良并配合高壓噴射輔助設(shè)施，綜合可實(shí)現(xiàn)污泥最大固化深度達(dá)30m。
（5）該發(fā)明采用抗沉降的LLDPE土工膜作為生態(tài)隔離層，可適應(yīng)污泥塘后期的不均勻沉降，同時(shí)隔離層上下分別設(shè)置導(dǎo)水層和導(dǎo)氣層，將污泥發(fā)酵產(chǎn)生的氣體及時(shí)收集導(dǎo)排，將綠化土層下滲雨水及時(shí)收集導(dǎo)排，在實(shí)現(xiàn)污泥坑塘生態(tài)治理效果的基礎(chǔ)上，保證了污泥原位治理系統(tǒng)的安全性。
（6）該發(fā)明采用組合式工藝達(dá)到了污泥塘原位治理的效果，若不實(shí)施柔性支撐系統(tǒng)，無(wú)法實(shí)施污泥原位固化系統(tǒng)；若不實(shí)施污泥原位固化系統(tǒng)，則無(wú)法實(shí)施生態(tài)隔離系統(tǒng)，該技術(shù)系統(tǒng)性強(qiáng)、創(chuàng)新性強(qiáng)、可操作性強(qiáng)。
（7）本發(fā)明可操作性強(qiáng)、施工簡(jiǎn)單、治理效果好，能夠?qū)Σ痪邆鋸?qiáng)度的流態(tài)污泥進(jìn)行全方位的原位固化，尤其是實(shí)現(xiàn)對(duì)深度較大的污泥塘進(jìn)行多維度固化治理，在污泥塘治理領(lǐng)域具備推廣意義。
（發(fā)明人：王磊;羅彬;齊長(zhǎng)青;田素芳;王洋;倪哲;洪慧蘭;劉勇;艾荊洲;饒星;黎真）
