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一種河道或湖泊的生態疏浚處理方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510507326.8

申請日:

2015.08.18

公開號:

CN105155463A

公開日:

2015.12.16

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 專利權人的姓名或者名稱、地址的變更IPC(主分類):E02B 3/02變更事項:專利權人變更前:湖南艾布魯環保科技有限公司變更后:湖南艾布魯環保科技股份有限公司變更事項:地址變更前:410015 湖南省長沙市勞動東路208號華菱新城地標4A層變更后:410000 湖南省長沙市高新開發區麓天路8號橡樹園5棟2030單元|||授權|||實質審查的生效IPC(主分類):E02B 3/02申請日:20150818|||公開
IPC分類號: E02B3/02; E02B3/04; E02B3/12; E02B3/16; C02F11/14; C02F3/32; C02F11/00 主分類號: E02B3/02
申請人: 湖南艾布魯環保科技有限公司
發明人: 鐘儒波; 游建軍; 胡志鑫; 唐傳祥
地址: 410015湖南省長沙市勞動東路208號華菱新城地標4A層
優先權:
專利代理機構: 長沙正奇專利事務所有限責任公司43113 代理人: 馬強; 劉佳芳
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510507326.8

授權公告號:

|||||||||

法律狀態公告日:

2018.02.16|||2017.03.08|||2016.01.13|||2015.12.16

法律狀態類型:

專利權人的姓名或者名稱、地址的變更|||授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種河道或湖泊的生態疏浚處理方法,包括:(1)底泥開挖與干化處理;(2)在疏挖底泥后的河床往上依次設有承托層、過渡層、反應層、安全覆蓋層,形式河底生物膜恢復系統;(3)對河岸和河堤進行處理形成生態護岸系統。本發明在河道水生態系統中底泥受到污染的背景下,運用發展生態理論實施的生態修復工程,其本質是以工程、環境、生態相結合來解決河道與湖泊的可持續發展的“生態位”修復。

權利要求書

權利要求書
1.  一種河道或湖泊的生態疏浚處理方法,其特征是,包括對底泥、河床以及河堤的處理,具體包括以下步驟:
(1)用臨時水壩將河道分隔成多個圍堰,將圍堰內的底泥挖出,在底泥中加入改性劑改性,去除底泥中的重金屬離子,然后運送至底泥堆放干化場進行干化處理后再利用;所述底泥堆放干化場四周設置有圍埝,所述圍埝內側壁設有防滲土工膜,所述底泥堆放干化場從底部往上依次設有盲溝防滲層、盲溝、泥床墊層、泥床過濾層以及用于堆放底泥的底泥堆存層,所述盲溝內設有滲濾液收集管;
(2)在疏挖底泥后的河床往上依次設有承托層、過渡層、反應層、安全覆蓋層,形式河底生物膜恢復系統;
(3)在河堤的底部設有階梯式生態石籠,所述階梯式生態石籠表面為復土層,所述河岸斜坡面上設有生態混凝土層,所述生態混凝土層的底部與所述階梯式生態石籠連接;所述復土層以及所述生態混凝土層上為挺水植物植被層,所述河堤的堤面上有堤面植護層,形成生態護岸系統。

2.  根據權利要求1所述河道或湖泊的生態疏浚處理方法,其特征是,步驟(1)所述改性劑為粉煤灰,所述粉煤灰的用量為底泥質量的0.08-0.12倍。

3.  根據權利要求1所述河道或湖泊的生態疏浚處理方法,其特征是,步驟(1)所述防滲土工膜為聚丙烯防滲土工膜。

4.  根據權利要求1所述河道或湖泊的生態疏浚處理方法,其特征是,步驟(1)所述盲溝內填充30~50mm的碎石,所述盲溝橫截面為梯形,上部寬度大于下部寬度。

5.  根據權利要求1所述河道或湖泊的生態疏浚處理方法,其特征是,步驟(1)所述滲濾液收集管兩邊交錯開孔,孔距為100mm-150mm,孔徑為15mm-20mm。

6.  根據權利要求1所述河道或湖泊的生態疏浚處理方法,其特征是,步驟(1)所述泥床墊層為粒徑在4~8mm的礫石層,所述泥床墊層的厚度200mm-300mm。

7.  根據權利要求1所述河道或湖泊的生態疏浚處理方法,其特征是,步驟(1)所述泥床過濾層為粒徑在1~2mm之間的石英砂層,所述泥床過濾層的厚度為250mm-350mm。

8.  根據權利要求1所述河道或湖泊的生態疏浚處理方法,其特征是,步驟(1)所述滲濾液收集管與沉淀池連接。

9.  根據權利要求1所述河道或湖泊的生態疏浚處理方法,其特征是,步驟(2)所述承托層為粒徑在8mm~16mm之間的礫石,所述承托層的厚度為100mm-200mm。

10.  根據權利要求1所述河道或湖泊的生態疏浚處理方法,其特征是,步驟(2)所述過渡層為粒徑在4mm~8mm之間的礫石,所述過渡層的厚度為100mm-200mm。

11.  根據權利要求1所述河道或湖泊的生態疏浚處理方法,其特征是,步驟(2)所述反應層為粒徑在2~4mm之間的卵石,所述反應層的厚度為100mm-200mm。

12.  根據權利要求1所述河道或湖泊的生態疏浚處理方法,其特征是,步驟(2)所述安全覆蓋層為粒徑在0.9mm~1.5mm之間的石英砂層,所述安全覆蓋層的厚度為100mm-200mm。

13.  根據權利要求1所述河道或湖泊的生態疏浚處理方法,其特征是,步驟(3)所述階梯式生態石籠高度為400mm-500mm,寬度為400mm-500mm,長度為2000mm-2500mm,網籠孔徑為60mm~80mm,網籠內裝填直徑大于80mm的塊石。

說明書

說明書一種河道或湖泊的生態疏浚處理方法
技術領域
本發明屬于河流與湖泊污染治理領域,進一步是指一種河道或湖泊的生態疏浚處理方法。
背景技術
河道是文明延續與經濟發展的重要載體,是人與自然和諧共處的重要組成部分,也是城市品質的標志之一。近年來,隨著我國經濟騰飛,城鎮化步伐加快,城鎮排污量增加,許多城鎮河流受到嚴重污染,黑臭問題突出。
河道與湖泊的主要污染源為:①生活污水;②地表徑流;③生活垃圾;④建筑污染;⑤污染底泥。具體表現為:沿岸生活污水嚴重漏排,部分污水直接入河;河流水體流動性差,水質惡化;堤岸人口硬質化,缺乏生態性;生活垃圾入河率高;建筑廢水、廢料入河;生態系統退化等。
由于上述的環境問題,造成河流與湖泊的底泥淤積嚴重。由于底泥與河水組成的是一個二相的平衡體,污染物在兩者之間相互作用、影響;如果底泥中污染濃度過高,勢必造成底泥中的污染物會釋放出來,影響水質。
尤其是某些河流沿岸建有工業園的地區,其主要污染為有機質、TP、TN、Cu、Pb、Zn、Cd、Cr等。
河流與湖泊底泥主要來自周圍河流及水土流失帶來的沖積物及近年來工業化和城鎮化進程中產生的污染物,從某些取樣樣品分析結果可知,最上層是由近年來人們活動影響而產生的底泥層,由于形成的時間較短,含水率較高,密度和硬度相對較小。底泥層是由河流與湖泊中的泥沙、污染物質及一些雜質在河底經多年沉積而形成的一層密度、硬度相對較大的底泥層。目前清理處理的底泥基本不進行處理,一般是直接堆放,或者是直接填埋處理,對環境造成二次污染。
河道與湖泊水環境綜合整治的主要措施之一就是對河道與湖泊底泥進行疏浚,河道與湖泊疏浚在河道與湖泊治理過程中發揮著積極的作用。目前,對河道與湖泊的疏浚方法包括排干水塘人工疏浚、不排水機械疏浚、泥漿泵水力沖挖機組干塘疏浚、射流清淤挖泥船疏浚、氣力泵清淤等。盡管這些方法在河道與湖泊污染整治方面起著積極的作用,但對于疏浚量較大時,需投入大量機械設備和人工,施工強度和工人勞動強度大,管理不方便,實施難度大。并且上述的疏浚方法只是停留在傳統意義上的一般工程疏浚的層面上,沒有考慮以工程、環境、生態相結合來解決河道與湖泊水體的可持續發展或稱“生態位”的修復問題。
相關名稱解釋:植被混凝土是指能夠適應綠色植物生長、又具有一定的防護功能的混凝土及其制品。
生態石籠是近年來廣泛運用于交通、水利、市政、園林,水土保持等工程項目中的一種新型材料結構。生態石籠由生態格網根據不同要求制作而成。
生態格網是將抗腐耐磨高強的低碳高鍍鋅鋼絲或5%鋁-鋅稀土合金鍍層鋼絲(或同質包覆聚合物鋼絲),由機械編織成五鉸狀、六邊形網目的網片,其雙線鉸合部分的長度應不小于5cm,以不破壞鋼絲的防護鍍層。生態格網可根據工程設計要求組裝成箱籠,并裝入塊石等填充料后連接成一體,用做堤防、路基防護等工程的新技術。
發明內容
針對現有技術的不足,本發明提供一種與傳統工程疏浚有區別的生態疏浚處理方法,它是在河道水生態系統中底泥受到污染的背景下,運用發展生態理論實施的生態修復工程,其本質是以工程、環境、生態相結合來解決河道與湖泊的可持續發展的“生態位”修復。
為解決上述技術問題,本發明所采用的技術方案是:
一種河道或湖泊的生態疏浚處理方法,包括對底泥、河床以及河堤河岸的處理,具體包括以下步驟:
(1)用臨時水壩將河道分隔成多個圍堰,將圍堰內的底泥挖出,在底泥中加入改性劑改性,去除底泥中的重金屬離子,然后運送至底泥堆放干化場進行干化處理后再利用;所述底泥堆放干化場四周設置有圍埝,所述圍埝內側壁設有防滲土工膜,所述底泥堆放干化場從底部往上依次設有盲溝防滲層、盲溝、泥床墊層、泥床過濾層以及用于堆放底泥的底泥堆存層,所述盲溝內設有滲濾液收集管;
(2)在疏挖底泥后的河床往上依次設有承托層、過渡層、反應層、安全覆蓋層,形式河底生物膜恢復系統;
(3)在河堤的底部設有階梯式生態石籠,所述階梯式生態石籠表面為復土層,所述河岸斜坡面上設有生態混凝土層,所述生態混凝土層的底部與所述階梯式生態石籠連接;所述復土層以及所述生態混凝土層上為挺水植物植被層,所述河堤的堤面上有堤面植護層,形成生態護岸系統。
石籠復土層和生態混凝土上優選種植挺水植物菖蒲,堤面優選種植紫薇。
步驟(1)所述改性劑優選為粉煤灰,所述粉煤灰的用量優選為底泥質量的0.08-0.12倍。粉煤灰含有大量的可溶性硅、鈣、鎂、磷等農作物需要的營養元素;另外,粉煤灰含有Al2O3、CaO等活性物質,能去除河道底泥中的含重金屬離子。
步驟(1)所述防滲土工膜優選為聚丙烯防滲土工膜。
步驟(1)所述盲溝優選內填充30~50mm的碎石,所述盲溝橫截面為梯形,上部寬度大于下部寬度。
步驟(1)所述滲濾液收集管優選兩邊交錯開孔,孔距為100mm-150mm,孔徑為15mm-20mm。
步驟(1)所述泥床墊層優選為粒徑在4~8mm的礫石層,所述泥床墊層的厚度200mm-300mm。
步驟(1)所述泥床過濾層優選為粒徑在1~2mm之間的石英砂層,所述泥床過濾層的厚度為250mm-350mm。
步驟(1)所述滲濾液收集管優選與沉淀池連接。便于將收集的濾液進一步進行沉淀處理后再利用。
步驟(2)所述承托層優選為粒徑在8mm~16mm之間的礫石,所述承托層的厚度為100mm-200mm。
步驟(2)所述過渡層優選為粒徑在4mm~8mm之間的礫石,所述過渡層的厚度為100mm-200mm。
步驟(2)所述反應層優選為粒徑在2~4mm之間的卵石,所述反應層的厚度為100mm-200mm。
步驟(2)所述安全覆蓋層優選為粒徑在0.9mm~1.5mm之間的石英砂層,所述安全覆蓋層的厚度為100mm-200mm。
步驟(3)所述階梯式生態石籠優選高度為400mm-500mm,寬度為400mm-500mm,長度為2000mm-2500mm,網籠孔徑為60mm~80mm,網籠內裝填直徑大于80mm的塊石。
與現有技術相比,本發明的創新在于:
1、本發明的河道或湖泊的生態疏浚處理方法,采用工程措施,通過底泥的疏浚最大可能地將儲積在該層中的污染物移出水體之外,清除污染水體的內源,減少底泥污染物向水體的釋放;采用生態措施,以改善水生態循環,遏制河道穩定性的退化,并為水生態系統的恢復創造條件。
將疏挖的底泥用添加粉煤灰的方法改性,改性后的底泥可用于林地的基肥和追肥,不僅能提供樹木生長所需要的養分,提高林業產量,而且可以改良土壤,提高土壤肥力,做到林地資源化。
所述底泥堆放干化場可以將底泥堆放于底泥堆存層進行自然干化脫水,優選將添加改性劑后的底泥在底泥堆存層進行自然干化脫水,這樣處理底泥不會造成二次污染。
2、本發明采用生態措施,以改善水生態循環,遏制河道穩定性的退化,并為水生態系統的恢復創造條件。所述河岸上的生態混凝土既能生長小型草類植物,又能生長大型藻類,同時為微生物、小型動物提供更多的生存空間。
3、所述從河床往上依次設有承托層、過渡層、反應層、安全覆蓋層,形成河底生物膜的恢復,除安全覆蓋的功能外,還可對合理產生接觸沉淀、吸附和氧化分解作用,以此來改善水質,修復水體的生態環境。
附圖說明
圖1為本發明的疏挖連接關系示意圖;
圖2為本發明的底泥堆放干化場的斷面示意圖;
圖3為本發明的生態護岸系統的斷面示意圖;
圖4為本發明的河底生物膜恢復系統的斷面示意圖;
在圖中
1-臨時水壩;2-圍堰;3-立式泥漿泵;4-挖掘機;5-鏟車;6皮帶輸送機;7-投料機;8-自卸汽車;9-底泥堆放干化場;9-1-圍埝;9-2-防滲土工膜;9-3-盲溝防滲層;9-4-盲溝;9-5-滲濾液收集管;9-6-泥床墊層;9-7-泥床過濾層;9-8-底泥堆放層;10-沉淀池;11-生態護岸系統;11-1-階梯式生態石籠;11-2-生態混凝土;11-3-復土層;11-4-挺水植物層;11-5-堤面植護層;12-河底生物膜恢復系統;12-1-承托層;12-2-過渡層;12-3-反應層;12-4-安全覆蓋層。
具體實施方案
下面結合實例對本發明做進一步的說明
為了更好的理解本發明,下面結合實施例對本發明進一步詳細說明。
實施例1
一種河道或湖泊的生態疏浚處理方法,包括對底泥、河床以及河堤河岸的處理,具體包括以下步驟:
(1)用臨時水壩將河道分隔成多個圍堰,將圍堰內的底泥挖出,在底泥中加入改性劑改性,去除底泥中的重金屬離子,然后運送至底泥堆放干化場進行干化處理后再利用;所述底泥堆放干化場四周設置有圍埝,所述圍埝內側壁設有防滲土工膜,所述底泥堆放干化場從底部往上依次設有盲溝防滲層、盲溝、泥床墊層、泥床過濾層以及用于堆放底泥的底泥堆存層,所述盲溝內設有滲濾液收集管;
(2)在疏挖底泥后的河床往上依次設有承托層、過渡層、反應層、安全覆蓋層,形式河底生物膜恢復系統;
(3)在河堤的底部設有階梯式生態石籠,所述階梯式生態石籠表面為復土層,所述河岸斜坡面上設有生態混凝土層,所述生態混凝土層的底部與所述階梯式生態石籠連接;所述復土層以及所述生態混凝土層上為挺水植物植被層,所述河堤的堤面上有堤面植護層,形成生態護岸系統。
疏挖過程說明:
如圖1所示,所述的河道底泥疏挖采用排干塘機械疏挖方法,用臨時水壩1將河道分隔成多個圍堰2,首先選擇其中的一個圍堰用立式泥漿泵3將疏挖區內河水抽干,河水抽干后,先用挖掘機4將底泥挖運上岸,再用鏟車5裝到皮帶運輸機6上,并用投料機7將粉煤灰投加到皮帶運輸機上以對底泥改性(其體積配比為:粉煤灰:底泥=1:10,粉煤灰含有大量的可溶性硅、鈣、鎂、磷等農作物必需的營養元素;另外,粉煤灰含有Al2O3、CaO等活性物質,能去除河道底泥中的含重金屬離子)。粉煤灰按配比和河道底泥在皮帶輸送機上混合后輸送至自卸汽車8,然后由自卸汽車運送至底泥堆放干化場9。
由圖2可知,所述的底泥堆放干化場9,四周設置有圍埝9-1,選用500×400mm編織袋裝土斜坡式圍埝,圍埝頂寬1000mm,底寬2000mm。圍埝內側鋪設250g/㎡的聚丙烯防滲土工膜9-2。再從底部往上方向依次設置有盲溝防滲層9-3(防滲層由粘土和膨潤土按體積比6:4混合而成,高度為300mm)、盲溝9-4(盲溝內填充30~50mm碎石,盲溝為梯形,下寬1000mm,上寬2000mm,高度600mm)、滲濾液收集管9-5(管徑為DN150mm,在管中心向下垂直線成60°角兩邊交錯開孔,孔距為100mm,孔徑為15)、泥床墊層9-6(礫石粒徑4~8mm,厚度200mm)、泥床過濾層9-7(石英砂粒徑1~2mm,厚度300mm)、底泥堆放層9-8(底泥在堆放干化場進行自然干化脫水后用做林地的基肥和追肥,不僅能提供樹木生長所需的養分,提高林業產量,而且可以改良土壤,提高土壤肥力,做到林地資源化),過濾后的滲濾液經滲濾液收集管9-5收集后排入沉淀池10,經沉淀后的上清液排入城市下水道,沉淀泥返回堆放干化場。
由圖3可知,所述的生態護岸系統11,底部設置有階梯式生態石籠11-1(生態石籠高度500mm,寬度400mm,長2000mm,鐵絲網籠使用孔徑60~80mm,網籠內裝填直徑大于80mm的塊石)。生態石籠表面為復土層11-3種植植物,生態石籠往上設置有斜坡式滲透混凝土11-2至堤面(生態混凝土選用??300mm混凝土預制球,既能生長小型草類植物,又能生長大型藻類,同時為微生物、小型動物提供更多的生存空間);石籠復土層和生態混凝土上種植挺水植物菖蒲11-4,堤面植護層11-5。
由圖4可知,所述的河底生物膜恢復系統12,從疏挖后的河底依次往上設置有承托層12-1(礫石,粒徑8~16mm,厚度為100mm)、過渡層12-2(礫石,粒徑4~8mm,厚度為100mm)、反應層12-3(卵石,粒徑2~4mm,厚度為100mm)、安全覆蓋層12-4(石英砂,粒徑0.95~1.35mm,厚度200mm)。
河底生物膜的恢復,除安全覆蓋的功能外,還可對合理產生接觸沉淀、吸附和氧化分解作用,以此來改善水質,修復水體的生態環境。
實施例2
用本發明的一種河道或湖泊的生態疏浚處理方法對南方某城市的河道進行治理。治理前的水質評價指標中,CODcr、氨氮、總氮和總磷在所有斷面上均為劣Ⅴ類,屬于典型的“黑臭”河流,經治理后,消除了河流黑臭,河流水體夏季透明度普遍提高至400mm,冬季達到600mm,水質達到《污水再生利用景觀環境用水水質標準》(GB/T18921-2002)。

關 鍵 詞:
一種 河道 湖泊 生態 疏浚 處理 方法
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