板框压滤工艺在城区流域治理中应用

生态治理清淤工程脱水处理，介绍针对流 域治理土质多变的特点，对传统板框压滤脱水施工工艺及尾水排放系统进行改进优化，使得脱水厂布局更合理、适应性更强，压滤尾水排放更环保，泥浆沉淀及压滤效 率更高，达到降低成本、保证工程环保、提高施工效率的目的。

工程概况

水生态治理和锦江绿道建设项目清淤工程包含清淤示范段和中心城区清淤 段，清淤总工程量约为23．36万方，其中清淤示范段(攀东路至绕城高速段)实施的河 道清淤长度为6．3km，工程量为18．25万方，施工土质以淤泥、细砂和卵石为主，采用 绞吸船清淤输送至脱水处理厂进行底泥处理；中心城区清淤段涉及锦江流域中清水 河、府河、南河共9段区域，总长度9．4km，工程量约5．11万方，施工土质以淤泥、 粉砂为主，采用水陆挖掘机开挖后，自卸车运输至脱水厂进行底泥处理。 本工程有以下特点：

1)为流域综合治理项目，施工流域长、施工区分散、土质多变；

3)位于市中心，清淤土内杂物含量高；

3)采用多种工艺进行清淤作业，脱水厂参数选取应综合考虑。

脱水厂平面布局优化

传统压滤脱水技术仅针对常规清淤土，土质多以淤泥质土为主，脱水厂内沉淀池 的尺寸根据不同粒径的沉速计算颗粒的流程进行确定，其浓缩池的尺寸和容积往往较 大，主要是考虑调节绞吸挖泥船和压滤设备的产能平衡，同时在绞吸船检修或停滞期 间，也能为板框压滤机提供储备泥浆，保障板框压滤设备连续运转。但在流域综合治 理过程中，因土质多变，所以脱水厂内各池子的尺寸需要根据沉淀颗粒粒径的比例、 挖除的频率、挖除的方式、挖除设备的占地面积及挖深等因素综合考虑，否则可能因 沉淀池过小发生溢流或者沉淀池过大导致浓缩池内泥浆不足的现象，造成施工作业不 连续，施工效率大大降低。 流域综合治理不光只是对淤积物的清理，其清淤的标准是根据污染层的深度进行 不同程度的清理，大多数情况下需要对流域内原状污染层进行清理，加上需要治理的 流域长，施工土质极为多变。为了更好得适应此特点，需要在沉淀池布局上做调整， 使其在面对粉土、黏性土等土质更具适应性。通过以往的施工经验，黏性土在开挖输 送过程中将形成球状，进入沉淀池后能够快速沉淀。但粉土颗粒粒径小 (0．050mm～0．075mm)，沉速较慢，易和淤泥质土混合，增加板框压滤机脱水的工程 量，导致设备投入和脱水成本增加。考虑到粉土可通过堆积沥水实现脱水，只需要将 粉土留在沉淀池内，并堆积在临时堆场沥水一段时间后即可直接外运。通过增大沉淀 池的面积，设置多级沉淀系统；将沉淀池平面布置调整为U型结构，U型内部为临时 堆场并设置排水系统回流至沉淀池内。通过优化，将大部分粉土通过沉淀池分离出 来，减少了板框压滤脱水工程量；临时堆场集中设置，提高了施工便利性；疏浚土分 类收集提高了资源利用率。

溢流口结构优化

传统工艺溢流13设计，土质较为单一，吹填管头流速及流量相对固定。故根据下 式计算，过流高度不变的前提下，溢流口过流宽度为一固定值。 b=Q／(3600‘V．h) (1) 式中： b一一溢流口的过流宽度(m)： Q一一泥浆流量(m3／h)； v一一过流速度(m／s)； h一一过流高度(m)； 但在流域治理过程中，土质、管线长度、接力泵等因素均会导致绞吸船吹填流量 及流速发生变化，因两个变量同时作用，导致过流宽度难以确定。按照传统工艺设 计，在使用接力泵施工或者遇到土质突变的情况下，可能会导致过流宽度不足，造成 漫堤现象的发生，缩短绞吸船作业时间。为了解决此问题，考虑将溢流口宽度和高度 优化成可调节式，溢流口在合理范围内尽量做大，之后用沙包堆砌实现过流宽度和高 度的人工调节。通过优化溢流口结构设计，实现了人工动态控制，延长了绞吸船连续 作业时间，减少了停复工吹水次数，提高了绞吸船吹填效率，节约了施工成本。

压滤尾水排放渠道优化

传统工艺板框压滤尾水从压滤机排出后流入浓缩池中，经过混合后统一流入中和 池进行酸碱中和，完成后排入溢流池内进行固体悬浮颗粒沉淀，经检验合格后最后排 入原河道内，传统工艺流程图如图2所示。此举虽然通过浓缩池内大量的水稀释了一 定浓度的压滤尾水，但导致浓缩池溢流至中和池的水全部需要进行尾水处理，大大增 加了中和池尾水处理量。假设压滤出100方泥饼需要处理的尾水约为100方(按照 50％体积压缩比初略计算)，若该部分尾水排入浓缩池后，需要的处理的尾水量扩大 为1000方(按照吹填泥浆浓度10％计算)，相差整整9倍。通过对尾水排放渠道的改 造，将压滤尾水直接接管至中和池内进行酸碱中和，之后再将浓缩池的溢流口由中和 池调整至溢流池，使得压滤的尾水经中和池处理合格后可以直接进入溢流池而不影响浓缩池内大量的水体。在单位泥浆脱水剂投入量不变的情况下，压滤尾水PH值基本 趋于一致，便于中和药剂的精确添加，减少中和药剂消耗量。

除渣系统优化

常规项目通过沉淀池及格栅机的过滤拦截后基本能够实现除渣，但因本工程位于 城区，垃圾含量较多，垃圾无法清理干净，均化池立式泵经常性出现堵泵现象，导致 脱水时间大幅延长，极大得影响降低脱水施工效率。通过观察分析，垃圾多为条状 物，第一道格栅无法对垃圾进行有效拦截，为了解决此问题，在均化池顶部用钢丝网 和槽钢焊接两个垃圾网交替使用对杂物进行二次过滤，提高泥浆纯度，提升板框压滤 机施工效率。

结论

板框压滤工艺优化取得了较好的应用效果，使得板框压滤技术在流域综合治理项 目中更具有适应性，对后续类似项目提供提供了较好的借鉴作用。总体来说，为上述 优化和改进措施有以下优点：

1)增强对多变土质的适应性。通过增大沉淀池面积，设置多级沉淀系统，使颗粒粒径 较小的粉土也通过沉淀池分离出来，减少了板框压滤脱水工程量，也实现了土质分类 沉淀，提高了疏浚土资源利用率。

2)提高了绞吸船时利率。通过优化溢流口结构设计，使得过水面积能够动态进行调 整，延长了绞吸船连续作业时间，减少了停复工吹水次数，提高了绞吸船吹填效率， 节约了施工成本。

3)减少了中和药剂的消耗。通过调整压滤尾水的排放渠道，使得中和池尾水处理量缩 减了90％，减少了中和药剂的投入，降低施工成本，也更有利于环境保护。

4)提高了压滤机产能。通过焊接垃圾网对杂物进行二次过滤，提高泥浆纯度，提升板 框压滤机施工效率。