板框壓濾工藝在城區流域治理中應用

2022/04/24 Category.Technical Literature 969

生態治理清淤工程脫水處理，介紹針對流域治理土質多變的特點，對傳統板框壓濾脫水施工工藝及尾水排放系統進行改進優化，使得脫水廠布局更合理、適應性更強，壓濾尾水排放更環保，泥漿沉淀及壓濾效率更高，達到降低成本、保證工程環保、提高施工效率的目的。

工程概況

水生態治理和錦江綠道建設項目清淤工程包含清淤示范段和中心城區清淤段，清淤總工程量約為23．36萬方，其中清淤示范段(攀東路至繞城高速段)實施的河道清淤長度為6．3km，工程量為18．25萬方，施工土質以淤泥、細砂和卵石為主，采用絞吸船清淤輸送至脫水處理廠進行底泥處理；中心城區清淤段涉及錦江流域中清水河、府河、南河共9段區域，總長度9．4km，工程量約5．11萬方，施工土質以淤泥、粉砂為主，采用水陸挖掘機開挖后，自卸車運輸至脫水廠進行底泥處理。本工程有以下特點：

1)為流域綜合治理項目，施工流域長、施工區分散、土質多變；

3)位于市中心，清淤土內雜物含量高；

3)采用多種工藝進行清淤作業，脫水廠參數選取應綜合考慮。

脫水廠平面布局優化

傳統壓濾脫水技術僅針對常規清淤土，土質多以淤泥質土為主，脫水廠內沉淀池的尺寸根據不同粒徑的沉速計算顆粒的流程進行確定，其濃縮池的尺寸和容積往往較大，主要是考慮調節絞吸挖泥船和壓濾設備的產能平衡，同時在絞吸船檢修或停滯期間，也能為板框壓濾機提供儲備泥漿，保障板框壓濾設備連續運轉。但在流域綜合治理過程中，因土質多變，所以脫水廠內各池子的尺寸需要根據沉淀顆粒粒徑的比例、挖除的頻率、挖除的方式、挖除設備的占地面積及挖深等因素綜合考慮，否則可能因沉淀池過小發生溢流或者沉淀池過大導致濃縮池內泥漿不足的現象，造成施工作業不連續，施工效率大大降低。流域綜合治理不光只是對淤積物的清理，其清淤的標準是根據污染層的深度進行不同程度的清理，大多數情況下需要對流域內原狀污染層進行清理，加上需要治理的流域長，施工土質極為多變。為了更好得適應此特點，需要在沉淀池布局上做調整，使其在面對粉土、黏性土等土質更具適應性。通過以往的施工經驗，黏性土在開挖輸送過程中將形成球狀，進入沉淀池后能夠快速沉淀。但粉土顆粒粒徑小 (0．050mm～0．075mm)，沉速較慢，易和淤泥質土混合，增加板框壓濾機脫水的工程量，導致設備投入和脫水成本增加。考慮到粉土可通過堆積瀝水實現脫水，只需要將粉土留在沉淀池內，并堆積在臨時堆場瀝水一段時間后即可直接外運。通過增大沉淀池的面積，設置多級沉淀系統；將沉淀池平面布置調整為U型結構，U型內部為臨時堆場并設置排水系統回流至沉淀池內。通過優化，將大部分粉土通過沉淀池分離出來，減少了板框壓濾脫水工程量；臨時堆場集中設置，提高了施工便利性；疏浚土分類收集提高了資源利用率。

溢流口結構優化

傳統工藝溢流13設計，土質較為單一，吹填管頭流速及流量相對固定。故根據下式計算，過流高度不變的前提下，溢流口過流寬度為一固定值。 b=Q／(3600‘V．h) (1) 式中： b一一溢流口的過流寬度(m)： Q一一泥漿流量(m3／h)； v一一過流速度(m／s)； h一一過流高度(m)；但在流域治理過程中，土質、管線長度、接力泵等因素均會導致絞吸船吹填流量及流速發生變化，因兩個變量同時作用，導致過流寬度難以確定。按照傳統工藝設計，在使用接力泵施工或者遇到土質突變的情況下，可能會導致過流寬度不足，造成漫堤現象的發生，縮短絞吸船作業時間。為了解決此問題，考慮將溢流口寬度和高度優化成可調節式，溢流口在合理范圍內盡量做大，之后用沙包堆砌實現過流寬度和高度的人工調節。通過優化溢流口結構設計，實現了人工動態控制，延長了絞吸船連續作業時間，減少了停復工吹水次數，提高了絞吸船吹填效率，節約了施工成本。

壓濾尾水排放渠道優化

傳統工藝板框壓濾尾水從壓濾機排出后流入濃縮池中，經過混合后統一流入中和池進行酸堿中和，完成后排入溢流池內進行固體懸浮顆粒沉淀，經檢驗合格后最后排入原河道內，傳統工藝流程圖如圖2所示。此舉雖然通過濃縮池內大量的水稀釋了一定濃度的壓濾尾水，但導致濃縮池溢流至中和池的水全部需要進行尾水處理，大大增加了中和池尾水處理量。假設壓濾出100方泥餅需要處理的尾水約為100方(按照 50％體積壓縮比初略計算)，若該部分尾水排入濃縮池后，需要的處理的尾水量擴大為1000方(按照吹填泥漿濃度10％計算)，相差整整9倍。通過對尾水排放渠道的改造，將壓濾尾水直接接管至中和池內進行酸堿中和，之后再將濃縮池的溢流口由中和池調整至溢流池，使得壓濾的尾水經中和池處理合格后可以直接進入溢流池而不影響濃縮池內大量的水體。在單位泥漿脫水劑投入量不變的情況下，壓濾尾水PH值基本趨于一致，便于中和藥劑的精確添加，減少中和藥劑消耗量。

除渣系統優化

常規項目通過沉淀池及格柵機的過濾攔截后基本能夠實現除渣，但因本工程位于城區，垃圾含量較多，垃圾無法清理干凈，均化池立式泵經常性出現堵泵現象，導致脫水時間大幅延長，極大得影響降低脫水施工效率。通過觀察分析，垃圾多為條狀物，第一道格柵無法對垃圾進行有效攔截，為了解決此問題，在均化池頂部用鋼絲網和槽鋼焊接兩個垃圾網交替使用對雜物進行二次過濾，提高泥漿純度，提升板框壓濾機施工效率。