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河道环保清淤工程施工技术研究

发表时间：2020/12/18 来源：《基层建设》2020年第24期作者：陈金浩

[导读] 摘要：目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，对近年来河道清淤底泥成分分析及资源化利用的研究进行了归纳分析、总结和展望。

        宁波舜安市政园林有限公司浙江宁波 315453
        摘要：目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，对近年来河道清淤底泥成分分析及资源化利用的研究进行了归纳分析、总结和展望。底泥成分分析研究证实城市河道的清淤底泥往往存在重金属、有机物污染情况。目前资源化利用主要方向为土壤化利用、建材化处理及路基填筑，在此应用基础上对未来研究方向提出建议及展望。
        关键词：河道清淤；底泥处置；资源化利用
        引言
        当前，我国中小河道数目众多，并且多处于农村地区，由于缺乏必要的维护管理、及时的治理修复，使得许多中小河道出现了比较严重的淤泥堆积问题，进而削弱了原有河道的防灾减灾与洪水调蓄能力。然而，农村地区的中小河道规模本身较小且地理位置分散，不适合运用清淤船或者其它大型清淤装备作业。所以，必须本着因地制宜的原则，选择适宜的淤泥处理方式与清淤技术，保证清淤之后所形成的新淤泥层不会对周边生态环境等带来不利影响。
        1概述
        目前“环保清淤”的难点：一是抽吸过程可能由于操作不当导致水体扰动较大，将底泥内的污染物重新释放到水体，造成水体内源二次污染。二是对淤泥进行无害化的处理处置时，原本沉积在淤泥中的镉、铬、铜、铅等重金属有害物质，N、P等营养元素在淤泥脱水过程中随着滤液释放出来，对周边环境造成二次污染。目前对疏浚淤泥常用的脱水方法有自然脱水、真空脱水、机械脱水、热处理等方法。（1）自然脱水法是将淤泥平铺摊晒，使水分自然流失。这种方法的优点是成本低、方法简单。缺点一是脱水耗时太长，受气候等自然条件影响较大，二是气味、渗滤液对周围环境影响较大。（2）真空脱水是在淤泥处理池中敷设真空管，利用真空抽吸原理对淤泥进行脱水处理。这种方法主要缺点在于处理池场地需求大，施工成本较高，且滤液由于包含有害物质，需要进一步处理达标排放。（3）机械脱水是利用机械压滤机在加压物理条件下过滤脱水，或利用离心脱水机在高速离心作用下将淤泥的泥水分离，达到脱水目的。这种方法的主要缺点是有时清淤量较大机械设备需要连续工作，能耗较高，且同样存在滤液需要进一步处理等问题。（4）热处理包括热干化和焚烧。热干化一般控制温度在60～80℃，对于大型清淤工程而言能耗较高。至于淤泥焚烧，由于淤泥中有机质含量相比市政污泥低很多，一般有机质的含量在0．1g/g以下水平，所以其热值较低，焚烧处理的经济效益较差。
        2河道环保清淤工程施工技术研究
        2.1底泥处置后土壤化利用
        河道清淤底泥土壤化利用的优点在于投资较少，可处理的清淤底泥量大。有别于传统的直接堆放处理，清淤底泥土壤化是指疏浚底泥经固化，并采用一定土壤化处理步骤后，各元素含量在标准控制范围内，并可满足植物生长要求的资源化利用方法。河塘底泥通常与沿岸农田土壤各粒级组成非常相似，从其种子库特征进行分析，土壤种子库同样与具备保护植物物种多样性的作用。对于没有污染、富营养化的河段，其清淤底泥可通过泥浆泵将底泥稀释过滤后直接输送至稻田土壤化利用。对底泥营养成分分析结果显示，每次河底泥中的营养物质（有机质、有效磷、速效钾和速效氮）均满足农用标准，可做种植土壤利用，据多次种子发芽人工试验，处置后的底泥浸液白菜种子发芽率与种植土壤相当。对水库和泵站消落带（底泥）的研究发现，对氮磷吸收富集能力高的植物具有更强的光合吸收提取效率，其植被生态截污能力强，并建议消落带截污植被恢复可选苍耳、青蒿、籽粒苋、狗牙根等草本植物。据一项对重金属-有机物复合污染河道疏浚底泥的研究结果显示，污染的底泥配比的增加会导致植物发芽率降低。但适应底泥中高浓度复合污染的植物，底泥施用能促进其生长并提高其叶绿素含量，另一方面，底泥中的污染物质会在植物体内发生不同程度的聚集。因此，河道清淤底泥在土壤化利用时应经无毒无害化处理、确保重金属及有机污染物浓度在标准控制范围内，以避免对土壤、地下水的二次污染以及对作物的毒害影响。

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        2.2泵吸式清淤
        泵吸式清淤技术原理为在某一圆筒状罩子中同时装入吸泥泵与水利冲挖水枪机组，之前由水枪喷射出的高压水流将底泥冲成泥浆状态，之后利用另一侧所设置的泥浆泵将其通过设置的管道吸出到相应的堆放点。该种清淤技术涉及的全部机械设备可以都安装在船只上，也可以部分安装在陆地上，尽可能实现移动化施工作业目标。此外，可以借助空气压缩的方式来对淤泥进行吸排，具体是将泵通的下端开口置入河道水底，陷入底泥后在泵通内部施加复压，这样可以使泵筒内部的软泥在真空负压作用下吸入泵筒当中，之后借助压缩空气的方式将其通过输泥管运送到相应的现场存放点。
        2.3淤泥处理工艺流程
        （1）淤泥沉淀。淤泥经密闭罐车运至淤泥处理站，经垃圾砂石分离出大颗粒的悬浮物和漂浮物后，在进水前池内进行初步沉淀。（2）淤泥调理和浓缩。选用化学调理方法，在淤泥中加入化学混凝药剂，使淤泥颗粒，包括细小的颗粒及胶粒颗粒凝聚、絮凝，以改善其脱水性能。调理后的淤泥经污泥泵提升至污泥浓缩机进行浓缩处理。（3）淤泥固化剂脱水。经浓缩后的淤泥加入固化剂进行改性固化，最终送至脱水平台进行脱水处理，本工程选用板框压滤机工艺。（4）淤泥处理场排水布置。为减少淤泥处理施工中对周边环境的影响，必需在淤泥处理场地布设抽排水通道和沉淀池，对进水前池排出的表层泥浆水进行沉淀再处理。
        2.4基于淤泥处理地点不同的差异化处理技术
        在淤泥处理过程中一般需要相应设置淤泥堆放场所，而根据堆放场所的不同可以采用差异化的堆场处理技术。一是堆场周转使用技术。该种技术可以快速处理堆场中的淤泥，其一般可以同干化技术或固化技术等进行有效有机性结合，借助干化淤泥或固化淤泥来构成堆场围堰结构，以快速对堆场内的淤泥开展资源化处理与利用。二是堆场表层处理技术。该种技术主要适用于初始含水率在80%及以上的泥浆，其主要是使堆场中的淤泥表面快速形成硬壳层，之后可以铺设排水管或进行淤泥堆载，为后续进一步处理堆场中的淤泥创设一个良好的条件。三是堆场快速复耕技术。该种堆场淤泥处理技术包含人工硬壳层技术、泥水快速分离技术与透气真空快速固结技术等众多技术，可以及时固化堆场中的淤泥，并经过土壤改良后快速形成满足植物种植需求的条件。
        2.5路基填筑
        对于处理量大、含水率高、处理周期短的河道底泥，用做路基填筑使用是最为便捷的有效途径。目前，应用于该途径的主要处置方法是固化处理技术。不同类型的淤泥在进行固化处理时，应采取不同处置方法。经研究发现，中低含水率的淤泥填筑路基可掺拌5%-8%的石灰，或25%-65%的建筑废料；高含水率的淤泥可通过石灰和垃圾炉渣的共同作用增强荷载的承载力，以符合路基规范的使用要求。提出依据粒径、成分、力学性质、污染物含量和浸出毒性将河道淤泥分为三类，提出分类应用于路基填筑的观点，同时试验证实将土基层替换为淤泥层不会对路面行车安全造成明显影响。另一方面，研究者也在利用河道清淤底泥的特性制备新的路基材料时发现疏浚底泥和钢渣混合制备路基材料具有良好的力学性能和耐久性。
        结束语
        相比于其它河道清淤及淤泥脱水方式，本项目采用的新型环保清淤及无害化处理技术通过精准抽吸防止沉积污染物扩散造成内源二次污染，不会对水体生态环境造成破坏性影响。同时高通量滤袋脱水工艺实现了淤泥的高效、低能耗、绿色脱水。且滤后水的水质较好，无需额外处理，不会对环境造成二次污染。干化淤泥也无需再进行稳定化、无害化处理，可作为资源化处置推广。
        参考文献：
        [1]陶静.环境中多氯联苯醚的污染现状及研究进展[J].环境污染与防治，2018，40（07）：824-829+835.
        [2]卓志清，刘永兵，赵从举，等.河塘底泥与岸边土壤粒径分形维数及与其性状关系———以海南岛南渡江下游塘柳塘为例[J].土壤通报，2015，46（01）：62-67.