疏浚泥浆泥水快速分离的复合絮凝试验研究

为了对港口航道建设和维护产生的大量疏浚泥浆进行减量化处理,通过添加聚丙烯酰胺(APAM)和聚合氯化铝(PAC)的方法,进行疏浚泥浆泥水快速分离的复合絮凝试验研究,探究了复合絮凝对泥浆的沉积时间、底泥含水率和渗透系数的影响。结果表明:1)APAM和PAC复合絮凝泥浆的泥水分离效果优于单一APAM或PAC,其中APAM对泥浆沉积时间起控制作用,PAC对上液清澈度起控制作用;2)APAM和PAC复合絮凝能够有效降低底泥含水率,但随着APAM和PAC添加量的增大,底泥含水率呈上升趋势,较小的APAM和PAC添加量更有利于底泥含水率的降低;3)APAM与PAC复合絮凝泥浆能够提高底泥的渗透系数,并存在APAM的最佳添加量;4)在减小泥浆沉积时间、降低底泥含水率和提高底泥渗透系数方面,APAM优于PAC。当粉土与黏土比为2.4时,复合絮凝剂的适宜添量为1600 g/t的PAC与240 g/t的APAM,研究结果可为工程提供参考。

引江济淮工程疏浚泥浆快速泥水分离试验研究

针对疏浚泥浆颗粒细小、结构松散、比表面积大,其表面和内部的胞外聚合物(EPS)持水能力强导致泥水分离困难的问题,采用芬顿(Fenton)氧化-复配混凝剂法开展疏浚泥浆快速泥水分离试验。以泥浆体积削减率最大化为目标,采用正交试验和响应面法优化工艺条件,并对EPS浓度进行分析。结果表明,影响Fenton氧化泥水分离效果的主要因素为药剂投加量;同成本条件下Fenton氧化-聚合氯化铝混凝的泥水分离效果最佳;响应面法确定的泥水分离效果影响因素排序为:助凝剂种类>搅拌速度>助凝剂投加量,试验条件下最优工艺条件为:聚丙烯酰胺投加量0.255 g/L,搅拌速度125 r/min;经Fenton氧化-复配混凝后EPS中带正电荷的蛋白质含量大幅增加,可中和泥浆负电荷的作用,实现疏浚泥浆的快速泥水分离。研究成果对于疏浚泥浆的快速泥水分离工程实践具有理论指导意义。

受污染河道疏浚泥浆离心脱水上清液净化工艺

受污染河道吸入式水力疏浚泥浆经离心脱水可减量为易于运输与消纳的泥饼 ,但离心上清液含有以颗粒物为主的高质量分数的污染物 .为提供对上清液的有效净化工艺 ,通过实验研究 ,探索了最适混凝参数、旋流接触澄清过程的操作参数以及澄清—砂滤—超滤组合工艺的澄清效果 .实验结果显示 :依次加入聚合氯化铝(PAC) 10 0mg·L-1,聚丙烯酰胺 (PAM ) 30mg·L-1,双调理混凝能有效澄清颗粒物 ;双调理混凝旋流接触澄清在水力停留时间 2 5min时能有效去除离心上清液中的颗粒物 ;旋流澄清尾水经砂滤可达污水排放二级标准 ,再经超滤可达作生活杂用水的回用水质要求 .

疏浚泥浆排放对渔业生产的影响及其对策研究 Ⅱ.对鱼苗、鱼种呼吸代谢、血液生化指标和鳃组织结构的影响

以鲫、草鱼、鲢和团头鲂鱼种为材料，研究了疏浚泥浆对这些鱼类的耗氧率、血液学生化指标和鳃组织结构变化的影响。结果表明，在泥浆浓度０．０８－１．２４８ｇ／ｌ范围内，鱼种的耗氧率（Ｙ）与水体含泥量（Ｘ）呈线性相关，其关系式为：Ｙ鲫＝０．３３２４－０．０７４５Ｘ（Ｐ＜０．０１），Ｙ草鱼＝１．２０５４－０．４２０９Ｘ（Ｐ＜０．０１），Ｙ鲢＝１．６０５３－０．４９０５Ｘ（Ｐ＜０．０１）；在０．８０ｇ／ｌ（Ⅰ）和０．９６ｇ／ｌ（Ⅱ）泥浆水中驯养不同时间的鲫，回到清水中后其耗氧率表现为先升高后下降，与驯养时间（ｔ）呈显著的负相关：ＹⅠ＝０．９９６７－０．０１２８ｔ（Ｐ＜０．０１）；ＹⅡ＝０．９５９２－０．０１３５ｔ（Ｐ＜０．０１）；在０．８０ｇ／ｌ泥浆水中饲养的鲫鱼种，其红细胞数和血红蛋白量先呈现补偿性升高，而后随着时间的延长，因鱼的摄食和机体能量代谢异常而明显下降（Ｐ＜０．０５）；其它各项指标如总蛋白、白蛋白、血糖、尿素Ｎ、胆固醇和甘油三酯等亦随驯养时间延长而显著下降（Ｐ＜０．０５）。受泥浆水中泥沙颗粒的影响，鱼鳃的组织结构呈现出不同程度的变化，随着饲养时间的延长及含泥量的增加，其初期的代偿性生理变化最后被病理性变化所取?

疏浚泥浆排放对渔业生产的影响及其对策研究 Ⅰ对养殖鱼类生长、饲料转化率和池塘鱼产量的影响

本文报道了河道疏浚泥浆排放对养殖鱼类生长、饲料转化率和池塘鱼产量影响的研究结果。室内试验结果表明，当水中泥浆达到一定浓度后，鱼的生长率和饲料转化率均随浓度的升高而下降，但鱼的种类不同，对泥浆水的耐受能力也不相同，其中白鲢鱼种（平均体重0．8079）生长受影响的浓度最低，为0．144g／l，鲫鱼种（平均9．889g）次之（0．256g／l），草鱼种（平均1．373g）最高（0．448g／l），这除与鱼种的规格有关外，还与不同种类的生活习性和食性有关。同一浓度条件下，小规格鱼苗的成活率较同种较大规格鱼苗为低。当泥浆浓度较低时，泥浆的添加频率不会明显降低鱼的生长速度和饲料转化率，但当泥浆量增加到一定值时，则添加频率越高，对鱼的影响越大。参考室内的试验结果，通过池塘对比饲养试验，比较、分析了不同泥浆添加量条件下各试验组鱼的群体生长率和鱼产量的差异，提出了施工期间指导养殖生产的科学措施与方法。

疏浚泥浆沉淤过程的阶段性分析试验研究

根据室内沉降柱试验结果将泥浆的沉淤过程分为区域沉降阶段、压缩沉降阶段和固结沉降阶段,通过对不同浓度泥浆的沉淤过程进行阶段性分析,研究疏浚泥浆在静海水环境下沉积规律。试验结果表明:在静海水环境下,泥浆悬液很快形成泥浆浊液面,开始发生区域沉降,在此阶段泥浆浊液面保持恒速整体下沉,泥浆的初始浓度越大,沉降速率越小;将泥浆浊液面历时曲线的拐点作为压缩沉降阶段的起始点,此阶段泥浆沉降缓慢,沉降速率基本相当,与初始泥浆浓度影响不大;在固结沉降期,泥浆趋于沉降稳定,随着孔隙水压力的消散,有效应力逐渐增长,土体发生固结变形以及次固结变形。研究揭示在静海水环境下,疏浚泥浆沉淤过程中沉降阶段划分方法和状态转变的规律,为淤泥淤积量预测、纳泥区库容评估和吹填淤泥的疏浚施工提供参考。

絮凝剂提高疏浚泥浆泥水分离性能研究

为了考察絮凝剂对疏浚泥浆泥水分离效果的影响,以当涂姑溪河疏浚泥浆为研究对象,选用8种絮凝剂通过量筒静置试验观测泥浆静态脱水效果,确定最佳絮凝方案并研究不同泥浆浓度情况下絮凝剂的投加量及沉降效果,并在动态试验中结合经济性统筹选择最佳方案。结果表明,疏浚泥浆含泥量为5%时,最佳絮凝剂为PFS,其投加量为200 mg/L时沉降比为21.38%。当泥浆含泥量在15%以下时,絮凝剂最佳投加量与泥浆浓度基本无关,但随着泥浆浓度上升,沉降速度明显下降,上清液也变清澈,剩余淤泥体积显著增加。动态试验中Ca(OH)_(2)最佳投加量为70 mg/L,此时泥水分离效果好,成本低。絮凝剂可显著提高疏浚泥浆泥水分离效果,减少疏浚堆场占地面积和泥浆干化时间。

疏浚泥浆的混凝沉降特性及絮体形态

疏浚工程中会产生大量的疏浚泥浆,其浓度低、颗粒细小、长期悬浮难以沉降,占用大量土地。利用聚丙烯酰胺(PAM)为混凝剂加速泥浆泥水分离,通过沉降界面高度、沉降速率及沉降后上覆水的浊度,确定混凝剂的最佳投加量,利用激光粒度仪和显微镜对絮体粒径及絮体形态进行分析,探究疏浚泥浆的混凝沉降特性及混凝机制,并提出混凝沉降模式。结果表明,在PAM作用下,疏浚泥浆在高混合强度、短时间内即形成较大、较密实的絮体,5 min内基本处于沉降稳定状态;PAM最佳投加量与泥浆含固量有关,为0.8wt%,此时沉降高度最高、沉降速度最快、上覆水浊度最低、絮体粒径基本保持不变、絮体分形维数为最大值。疏浚泥浆的混凝沉降过程经历快速沉降、缓慢沉降、稳定三个阶段,即絮团的沉降、压缩、自重固结过程。

Fenton试剂预处理对疏浚泥浆泥水分离效果的影响研究

采用Fenton试剂对疏浚泥浆进行预处理,通过对比预处理前后疏浚泥浆性质,从破解胞外聚合物(EPS)入手,确定Fenton试剂最佳配比、投加量及Fenton试剂预处理对疏浚泥浆泥水分离效果,并模拟动态环境下实现泥浆泥水分离最优Fenton投加量与配比。试验结果表明,Fenton试剂可改善疏浚泥浆的沉降性能;静置试验Fenton试剂最佳配比为7.5∶1、最佳投加量为0.004 mol/L;动态试验Fenton试剂最佳配比为4∶1。Fenton试剂与絮凝剂联用对疏浚泥浆泥水分离效果的改善作用优于单一絮凝剂处理。经Fenton试剂处理后,污泥的粒径减小,比表面积增大,粘度减小,Zeta电位由负变正,说明Fenton试剂能有效地破解EPS,提高疏浚泥浆的脱水性能。

疏浚泥浆在线脱水的工艺设计及试验

针对梁溪河底泥的性状特点,对疏浚泥浆在线脱水工艺进行了设计和试验。通过泥浆沉降柱试验和药剂上机选型试验,对比了上清液浊度与沉降柱体积、饼含固率和卸料时间,分析确定了药剂选型及投加量;通过滤布透气量选型试验对比了各透气量下的泥饼含固率和滤布穿滤时间,确定了滤布的透气量;最后利用上述试验所得数据进行板框机的现场调试运行,确定了最佳进料和反压时间下对应的末期排水量特征值并以此作为停泵参考指导施工。工程实践表明,疏浚泥浆在线脱水工艺可达到泥浆减量率不小于50%、泥饼含固率不小于60%、泥饼厚度不小于25 mm的设计要求,工艺具备可行性。

疏浚泥浆吹填余水的污染特征及净化试验研究

疏浚泥浆吹填余水中含有大量胶体及微小颗粒物,直接排放将对受纳水体造成较大危害。依托京杭运河湖西航道疏浚工程展开现场试验,对比分析聚合氯化铝(PAC)和FeCl_3对余水中悬浮固体(SS)的去除效果。研究发现,疏浚泥浆落淤后的余水SS浓度较高,随着吹填时间的延长,余水SS浓度有明显增加的趋势。室内混凝小试试验表明,PAC、FeCl_3均能有效降低余水中的SS,PAC、FeCl_3的最佳投加量分别为39、17mg/L;在最佳投加量下,两种混凝剂对余水SS的混凝效果均随沉降时间延长而改善,前5min内FeCl_3的混凝效果比PAC好,5min后PAC的混凝效果更佳。现场中试试验显示,两种混凝剂均在较短时间取得较好的SS混凝效果。当以混凝剂最佳投加量及污染物排放达标为评价目标时,FeCl_3的处理费用分别为15.0、8.0元/h,PAC的处理费用分别为20.5、10.5元/h,FeCl_3的经济性均优于PAC。

絮凝剂和缓凝剂对水泥固化疏浚淤泥浆效率的影响研究

在疏浚淤泥浆堆场表面形成硬壳层工作平台往往是进行堆场地基处理、缩短堆场周转期限的必要环节,但既有途径大多都涉及到在极端不利环境(泥沼)下的人力劳作,机械化程度低且施工速度极慢。鉴于此,基于常规水泥固化法(简称CCSM),提出了采用絮凝-固化联合法(简称FSCM)处理表层疏浚淤泥浆形成硬壳层的新思路,通过开展一系列室内模型试验,探讨了在处理疏浚淤泥浆时用FSCM代替CCSM(即引入絮凝剂和缓凝剂)的可行性和必要性,并重点分析了絮凝剂和缓凝剂剂量对水泥固化淤泥浆效率的影响规律。结果表明:FSCM能“飞跃式”提升水泥对疏浚淤泥浆的固化效率,在最优絮凝剂剂量条件下可将不排水抗剪强度提高至CCSM的4.8倍以上;另外,向FSCM中引入缓凝剂还能明显强化颗粒物理沉积/固结程度,进一步促进中晚期的强度发展,且在最优缓凝剂剂量条件下,不排水抗剪强度比不掺入缓凝剂时的不排水抗剪强度高35%以上。

太浦河(上海段)疏浚泥浆排放对水生态环境的影响

本文报道了疏浚泥浆排放对退水口附近水域生态环境影响的研究结果。试验以太浦河(上海段)疏浚工程为对象,研究结果表明:排泥场所退水对附近水域最明显的影响是使局部河段的含沙量增加,但经过约1.5km的稀释、扩散和自然沉淀后,水中含沙量逐渐趋于正常;疏浚泥浆对水域的水化学性质无明显影响,但由于局部河段含沙量的增加,河段水体透明度的下降,在一定程度上影响了浮游植物的生长和繁殖,使浮游植物的种类和数量均有所下降。同时,文中还对协调河道疏浚工程与工农业生产的关系,提出了科学的对策和建议。

土工管袋脱水固结在某河道疏浚工程中的试验研究

传统的河道疏浚工程中,疏浚底泥的处置工艺以“挖、运、吹”或者“挖、运、抛”为主,前者适用城市等中小型河道,后者适合具备合规抛泥区的大型河道、河口的维护疏浚。“挖、运、吹”工艺会产生大量的疏浚泥浆,因其泥浆浓度低、土颗粒小、悬浮时间长、沉降困难等原因,造成处置工期长、处置量大幅增加,土地资源需求量大等问题。本工程利用生态土工管袋和聚丙烯酰胺(PAM)为脱水助剂的综合作用试验,对泥浆的固结特性、减容率、脱水助剂用量和固结后的土壤指标等进行分析。最终结果表明,固结后的土壤含水率、PH值、检测指标以及固结时间等指标,均优于传统的吹填工艺,为本工程疏浚底泥的快速、稳定处置提供了重要指导依据。

泥浆真空抽滤泥水分离中堵塞机理及规律性研究

河湖底泥的疏浚工程因为使用绞吸式的疏浚方式,底泥与水混合后变成大量高含水率的泥浆。为了减少泥浆的体积,对泥水进行分离就显得非常重要。在将泥浆中水分抽滤分离的过程中,经常会发生堵塞,产生了抽滤效果低,抽滤不能持续的问题。针对这一问题,研究了不同泥浆粒径分布、泥浆的初始含水率、土工布的孔径、真空负压以及添加絮凝剂对泥水分离效果的影响,探讨了堵塞的机理。发现了由土工布过滤形成的泥皮的渗透系数将成为制约脱水效果的主要因素,当形成堵塞性泥皮时,其他因素如土工布的孔径、泥浆初始含水率等对脱水的影响可以忽略。添加絮凝剂会使颗粒聚团从而提高泥皮渗透系数是泥水分离变好的原因,并且絮凝泥浆中较小的团粒粒径决定了泥皮的渗透系数,因此可以通过检测絮凝后泥浆中较小团粒的粒径如D_(10),D_(15),D_(20)的方式比选絮凝剂、决定最优添加量、预测脱水效果。添加絮凝剂对泥浆中结合水含量的改变影响较小,因此认为絮凝使水分结合方式的改变并不影响泥水分离的效果。

振动流变对泥浆管道输送的减阻效果研究

泥浆在管道输送中阻力大导致能耗高,严重制约疏浚生产效益。本文将泥沙流变学的振动加载流化技术应用到泥浆管道输送减阻研究中,在管道系统中开展振动流变减阻效果研究。结果表明,减阻效果随着振动频率的增大先显著提升后趋于平缓;随着体积浓度的增加而增强,但其增强的速度逐渐减小;随着输送流速的增加而不断减弱直至趋于平稳。且对于试验泥样,存在一个最优振动频率为40 Hz,此时系统达到了最佳减阻效益状态;在内径为100 mm管道中,当泥浆体积浓度为29.94%、管道输送流速为0.9 m/s、微幅机械振动频率为100 Hz时,对于中值粒径为31μm的奉贤海滩泥沙能减小20%以上的阻力损失;最后,提出了泥浆管道输送振动流变减阻的计算模型。

疏浚及生态修复技术在玄武湖的工程应用

针对玄武湖东南湖水域富营养化程度高等环境问题,开展玄武湖东南湖水域疏浚工程以改善水环境质量。工程实施过程中利用多种疏浚方式削减了湖底内源污染,同时对污染底泥进行了即时的减量化处置,随后在疏浚区通过水生动植物的投放和种植进行生态修复施工。工程实施结果表明,内源污染得到有效清除,底泥处置各项指标满足设计要求,经生态修复后的疏浚区内水质明显改善,可为同类治理工程提供参考和借鉴。

多种疏浚淤泥脱水技术的典型应用及分析

随着生态清淤工程的大规模开展,污染底泥的空间转移对环境容量产生了新的胁迫压力,淤泥处置上需根据项目条件及技术特点遴选有针对性的泥浆减量化技术。通过对多种淤泥干化技术原理的简述及在各地生态清淤工程中的典型应用进行介绍、比较和分析,总结各类干化技术的优缺点、适用性及在工程设计上需要考虑的实际问题,以期为污染底泥干化及安全处置方案的设计提供思路和参考。

对内河航道疏浚施工中相关问题分析

航道疏浚是当前对航道尺度进行维护,提高行业水平的重要方式。这些年以来航道疏浚工程发展速度将加快,加强了我国内河运输的能力,促进了我国航道现代化的建设,然而当前我国在内河航河道疏浚的过程中依然出现了一些问题,亟待处理。一定要了解出现的具体问题,并且采取有针对性的方案,合理的进行处理,本文重点对内河航道疏浚施工过程中相关问题进行分析,以供参考。

泥泵疏浚性能提升技术研究

针对原有泥泵效率低、流量偏离原设计流量的现状,本项目在原齿轮箱箱体及泥泵中心点位置不变的情况下,更新泥泵并设计优化齿轮箱主从齿轮、中间轴及鼓式联轴器,同时在优化泥泵排出管布设的基础上,运用数值模拟和模型泵结合的办法,研制低流量、高效率的新型专用泥泵,提高船舶泥浆输送能力。项目结合耙吸船机动性比较强的特点,找出类似工程进行单船万方能耗的对比,得出各条耙吸船的万方节能量,并根据单船项目年度作业量,计算单船节能量,进而得出本项目总节能量。通过改进设计新泥泵叶轮,使泥泵效率提高,流量符合原设计要求。新泥泵排量与船舶现有动力和泥舱舱容相适应,具有良好的粉细砂装舱沉淀效果,装舱效率优于原泥泵系统。