湖泊污染内源治理中的环保疏浚技术分析

发表时间:2020/10/13   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:王勇
[导读] 摘要:当前,我国的江河湖泊的泥沙淤积和污染问题日益严重。
        昆明滇池投资有限责任公司  昆明  650000
        摘要:当前,我国的江河湖泊的泥沙淤积和污染问题日益严重。而江河湖泊是底泥污染物的主要蓄积场所,水体污染可以分为内源污染以及外源污染,经过研究表明,即使污染水体在有效控制外源之后,底泥将会逐渐的释放出其中的营养盐,仍旧会导致江河湖泊产生富营养化。所以,对于严重污染的底泥进行环保疏浚工程具有重要的意义。
        文中分析了航道疏浚工程施工特点和存在的问题,阐述了环保理念下航道疏浚工程施工技术。
        关键词:湖泊;内源治理;环保疏浚技术;应用
        1导言
        湖泊是最关键的淡水存在形式,随着淡水需求的增加和水体污染的加剧,湖泊污染内源治理已成为国家环保事业的重点工作之一。为了进一步提高环保疏浚技术在湖泊污染内源治理中的应用效果,人们需要对技术理论及实践经验进行总结。
        2航道疏浚工程施工特点
        航道疏浚施工是港口航道正常运行的重要保障,需要基于实际情况定期对港口以及航道所辖部分区域内的沙石进行合理挖掘,实现附近水域的优化。航道疏浚工程施工具有工程量大、工期长以及周围影响大等特点。在施工过程中会产生大量废弃物,如果不采取环保措施,必定会对周边生态环境造成损害,加速岸滩生态劣化。例如,航道水域回填促使水域形态改变,以及疏浚工程的沙石处理不当也会污染周边环境。应当综合分析,合理预测可能会遇到的问题,坚持环保基本原则,以降低施工影响为目的,有重点的做好细节管理,提高航道疏浚施工的规范性与专业性,做到可持续发展。
        3湖泊污染内源治理中的环保疏浚技术现状
        3.1环保疏浚技术
        环保疏浚技术源于传统疏浚工程,其优势在于能够将水底淤泥清理与水体生态修复相结合,提供一种系统化、协调化的水体治理方案。相较于航道疏浚,环保疏浚对精度的要求更高,依照国外环保标准,水平疏浚精度要求为30cm,垂直疏浚精度要求为5~10cm。除精度外,湖泊污染内源治理中的环保疏浚作业边界需要根据水下淤泥分布情况确定,每次作业开挖厚度应控制在1m以下。在疏浚过程中,尽可能避免淤泥扩散,以防止水体遭受二次污染。
        3.2底泥脱水的资源化利用
        环保疏浚工作在施工结束后,如果没有妥善处理疏浚底泥的话,将会对水质产生影响。由于底泥中存在大量的病原菌、病毒、寄生虫(卵)等有害物质,所以非常容易对于水质产生二次污染。站在客观的立场出发来讲,因为某些河流湖泊底泥里面容易衍生出大量的污染,倘若只是随意的堆放底泥不使用切实可行的手段的话,那么不仅仅会占用大量的土地资源,并且还会浪费可以利用的疏浚底泥资源。如果对其实施有效地方法进行处理,使其成为可用、无害的资源,那么对于环保疏浚将会产生积极地影响。
        3.3对周边环境干扰大
        航道疏浚工程施工对周边环境的干扰是比较大的,不仅会影响周边的水利环境,水域底部的环境变化导致水质以及空气质量降低。在施工过程中,还会因为挖掘操作而流失大量的泥沙,水域浑浊度会增强,还会伴有一定的毒害物质或颗粒危害水域内的生物,造成生态系统受损。另外,航道疏浚施工还会影响水域内的含氧量,无法满足水生生物的正常生长需求,破环水生生物的栖息环境,最终造成生态环境劣化。
        3.4国内技术应用
        我国环保疏浚技术的研发起步较晚,最早一次湖泊污染内源治理疏浚工程发生于杭州西湖。尽管当时采用的技术为一般的工程疏浚,但其成功实践为我国环保疏浚技术的研究和发展建立了良好的开端。后期又顺利完成滇池、洱海、昆明湖等湖泊的环保疏浚工程。发展至“十五”期间,我国环保疏浚定位的水平精度可达到1m左右,垂直精度在15~20cm,已有自主研发的绞吸挖泥船工况监测系统问世[1]。近年来,我国环保疏浚技术研究集中在成套技术上,即从湖底勘察开始,涵盖淤泥鉴定、淤泥运输、干化处理,直到淤泥处理利用。

成套技术的研究面临更大的阻碍,目前前期勘探、分析阶段的技术研究重点放在环保风险分析上,而淤泥输送则以高浓度疏浚输送技术研究为主,并尝试湖泊污染内源治理综合疏浚方案的研究。
        4湖泊污染内源治理中的环保疏浚技术
        4.1利用底泥资源化处理技术
        对于不同的污染底泥需要进行相应的资源化利用,而底泥的资源化处理技术主要可以包括以下几种:第一,相关人员利用环保疏浚底泥实施改良剂做好相应的预处理工作,同时经过一体化机械脱水等一系列工艺处理完毕后的干化疏浚土,倘若当含盐量≤0.3%,pH<8.5,那么此时在制备种植用土壤中较为适合[6];第二,从客观的角度出发来讲,每一个地区的疏浚底泥特性之间均存在着天壤之别,因此相关人员需要将更多的时间和精力投入到对河道、底泥性质等方面的探索中,确保可以具有更加优化的方案。第三,疏浚底泥原位脱水工艺以后,淤泥黏粒含量比较显著,在制砖当中得到了广泛的使用。除此之外,底泥可以用于烧制陶粒和轻质砖,通过水泥结和陶粒可生产具有一定强度的免烧砖,将含有机物高的污泥与底泥混合焙烧,在焙烧的过程中由于有机质被燃烧,进而产生大量的微孔,最终形成轻质砖。
        4.2开挖淤泥合理处理
        重视对开挖污泥的科学处理,避免后期随着水流再次返回到疏浚完毕的水域。比较常见的是利用疏浚淤泥进行吹填,为避免退水自由蔓延带来的不利影响,可制定出征用最少土地的废弃土处理方案。第一,选择无污染弃土进行航道填补,不仅可提高土地资源利用率,还可以保护土地。无污染的弃土可直接用于航道填补,经过平整处理不仅可提高土地资源利用率,还可以保护良田不受影响。第二,对于未被污染的淤泥,还可以用作田地的有机肥料,即经过稀释过滤后运往农田,增强田地的肥力。
        4.3环保疏浚技术控制要点
        4.3.1精度控制要点
        环保疏浚技术精度控制即是对挖掘头的控制,保证疏浚船只位置合理并使船只与挖掘头保持一定距离,以确保疏浚精度。疏浚精度控制可通过环保疏浚控制系统完成,精确计算并控制疏浚船只挖掘头的定位精度。需要注意的是,挖掘头所处位置的深度与疏浚深度并不一致,其间存在既定差距,该距离大小受疏浚设备、工程参数等因素的影响。在开展实际作业之前,要进行模拟试验,结合实际作业参数计算该差距大小,以5~10cm为宜[3]。以上误差的控制需要以牺牲疏浚作业效率及水体处理工作量为代价。但我国湖泊污染内源治理工程大多时间紧、任务重,在控制疏浚精度与定位精度间误差时,若要求疏浚精度达到10cm,测量精度必须在4cm左右时才可实现。
        4.3.2扩散控制要点
        湖泊底部淤泥大多以细小颗粒的状态存在,在疏浚作业中,振动和水流作用会导致大量污染颗粒扩散,无法顺利进入淤泥运输管而融入周围水体中,对湖泊造成二次污染。淤泥细小颗粒的扩散程度受土质本身特点、绞刀转速、挖掘头角度、运输管管口位置、水体流速等因素的影响。即便作业过程中水体的流速很小,污染颗粒也可能流向更广的范围。散落指的是部分块状淤泥受绞刀和水流的作用,未被运输管吸入而沉淀在已完成疏浚作业的湖底。同样,散落量的多少也与绞刀转速、开挖强度、挖掘头位置等因素相关。扩散与散落的区别在于污染颗粒的分布位置。环保疏浚过程中,淤泥扩散控制主要通过设置防护罩、使用双吸管或先进设备等措施来实现。扩散控制的技术原理包括颗粒本身的沉降属性、绞刀运动产生离心力与泥泵运动产生负压之间的关系、颗粒扩散规律等,通过提高挖掘头的挖掘性能、运输管的运输能力等进行扩散控制。
        结束语
        综上所述,当前环保疏浚在底泥脱水的资源化利用、余水的处理、疏浚过程中的扩散、挖泥精度等因素方面还存在许多问题,基于环保理念进行航道疏浚工程施工,还需要结合实际情况作出适当调整,适应疏浚工程周期长、工程量大特点的同时降低对周边生态环境的影响。
        参考文献:
        [1]李海波,唐保勇,刘琳,等.湖泊疏浚底泥脱水性能对比实验研究[J].工业安全与环保,2017,43(5):104-106.
        [2]田赫男.环保理念下的港口航道疏浚工程研究[J].建筑技术开发,2020,47(2):24-25.
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