宋显荣，杨靖
安徽佳明环保科技股份有限公司北京分公司，北京 100082
摘要：黑臭水体破坏了人们的居住和健康生态环境，河湖污染黑臭问题亟待解决。本文分析了黑臭水体产生原因，从内源治理角度出发，阐述了生态清淤综合处理工艺在河湖黑臭水体治理中的发展和应用。
关键词：黑臭水体；生态清淤；底泥处理
随着我国城镇及工业现代化发展，污废水和污染物排放量日益增加，部分河流、湖泊污染负荷剧增，生态恶化、水体失去自净功能，出现水体发黑发臭现象。黑臭水体治理技术得到广泛应用，生态清淤作为黑臭水体内源治理的重要工艺，得到了长期的实践和发展。
一、黑臭水体形成的原因和治理技术
黑臭水体是城市河流、湖库污染的表观性和感官性的极端现象之一。水体黑臭的直接原因主要是有机物的腐败和缺少水体溶解氧，其根源是污染物的排放[1]。总体上可以分成几个方面：点源污染、面源污染、内源污染和其他污染。
通过控源截污将外源污染消除；再通过河道底泥清淤，改善黑臭水体环境容量、消除内源污染；采用生态净化技术建设生态湿地，净化入河水源的水质，最终恢复黑臭河湖水体的自净能力，打造健康的生态链。
二、生态清淤综合处理工艺的发展介绍
1. 生态清淤工艺的发展及分类
清淤疏浚是内源污染控制的主要手段，常用清淤方式主要有虹吸清淤、水力冲挖清淤、挖掘机清淤、人工清淤及挖泥船清淤等方法[2]。
生态清淤作为河湖水环境综合治理技术的主要措施，利用机械设备将底泥中污染物迁移出水体。环保绞吸船采用密闭环保绞刀头，降低清淤过程中对污染底泥的扰动、避免细分子颗粒的扩散； DGPS平面定位，采用先进的自动化监控技术，提高挖掘深度的控制精度；船上的泥泵将污染底泥密闭输送。生态清淤可较大程度的削减底泥对上覆水体的污染贡献率，进而解决由生物或物理等作用下内源释放所产生的二次污染。
2.河湖污染底泥的分析
污染底泥是水体内源污染，底泥耗氧是河流黑臭的重要原因。在物理、化学和生物等一系列作用下，吸附在底泥颗粒上的污染物与孔隙水发生交换，向上覆水体释放污染物质。污染底泥是外源污染经年的累积后果,而且通常具有重金属富集的特性，并持续向水体中扩散，故而在黑臭水体的治理中，要通过清淤疏浚的方式将受污染底泥从水体中清出，从而削减原有水体中的有害物质，有利于水体恢复自净能力。
3.底泥的处置
（1）底泥机械脱水固结一体化处理工艺
河湖底泥的处置方法有自然脱水法、真空预压法、化学固结法、土工管袋法和底泥机械脱水固结一体化法。在城市湖泊清淤工程中，底泥堆场用地困难，底泥处置宜选用占地较小，能连续操作运行的快速固结工艺，以最大程度上减少占地及周边污染。机械脱水固结一体化法是比较适合河湖底泥治理的有效方法。
机械脱水固结一体化法是一套完整的清淤-脱水工艺，通过脱水站与底泥接驳管直接相连，在脱水站中完成底泥输送与干泥输出。脱水站由砂水分离设备、垃圾分拣设备、底泥脱水设备、加药设备、泥水处理设备及干底泥输送设备等组成，实现底泥的污染控制、脱水、固结，处理后的底泥含水率降低至60%以下。底泥处理效率较高，各组成单元较灵活，适用性强。
（2）关键技术
采用振动筛分、水力旋流结合水力冲洗、污泥搅拌对河湖污泥进行减量化及分选处置，主要技术特点如下：
1)双轴惯性直线振动筛脱水技术。物料在筛面上作直线抛掷运动，物料运移速度均匀，不用人工清砂，筛网寿命较长，适合于河湖污泥这种成分复杂的介质。
2)旋流脱水技术。实现小粒径颗粒与液体分离，与直线筛集成使用，通过地毯式过滤，实现小粒径颗粒脱水。
3)湿法筛分技术。采用合适的水量促进固体颗粒的脱水，同时清除固体颗粒上的絮状污泥及部分有机物。
通过振动、旋流、冲洗（剥离）的合理集成，将渣料按粒径分别出料，为污泥的资源化利用创造了条件。
（3）技术优势
该技术实现了河湖污泥在线干化处理的技术创新，通过现场减量降低了需要最终处置的污泥量；处理后碴料含水率低并按照粒径分级，按污泥成分分类，便于底泥最终处置，在实现淤泥减量化的同时，为污泥资源化利用和无害化处置奠定了重要基础。
（4）重金属污染超标底泥的固化/稳定化处理
淤泥固化/稳定化是使淤泥、固化材料、激发剂与水之间发生一系列的水解和水化反应产生胶结土颗粒的胶凝物质、结晶物质等，同时通过激发剂激发土壤颗粒本身的活性使其参与反应，使淤泥具备一定的结构强度等特性。
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图1 底泥固化/稳定化原理
重金属超标的底泥，可以采用固化/稳定化技术。 淤泥经过固化/稳定化处理,重金属形态由非稳定态向稳定态转化；固化剂与水发生反应后，生成的水化产物对重金属离子有包裹和吸附作用。固结处理后的淤泥重金属渗出值在安全指标范围内，可实现达标回用，可满足道路、堆场、港口、围垦工程、绿化等浅层地基土方材料的要求。
（5）河湖底泥的资源化利用
河湖污泥通过无害化处理，一方面可以包覆污泥中的重金属污染元素避免其向环境中的释放造成二次污染，另一方面通过固化剂的改性，也能够杀灭污泥中的病原菌，可以根据污泥的基本特性实现综合利用，例如农业堆肥、绿化种植土、污泥制砖、污泥陶粒、污泥干燥燃料化等，这样既可以缓解能源紧张的问题，又可以大量消纳城市污泥，解决污泥去向。
干化设备筛分出的大颗粒无机物为主的固渣，可以回填到河湖、或者作为护坡、道路垫层以及其他建筑材料使用。
三、生态清淤综合处理工艺的应用
以深圳某项目的清淤为例，该项目清淤工程量约23万m3。根据底泥性质、污染情况及环境要求，采用生态清淤综合处理技术工艺，处理后的淤泥满足《河湖底泥处理厂产出物处置技术规范》中Ⅲ级标准要求，实现底泥“减量化、稳定化、资源化、无害化”。
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图2 清淤前、固化/稳定化作业和清淤后
四、结论
生态清淤是河道湖库综合治理的先锋官，以恢复水体自净为终极目标，削减河道底泥的同时保障河道综合整治的生态链的生存环境。生态清淤综合处理技术的应用，可以避免造成二次污染。因地制宜一河一策，通过综合治理实现水体还清，资源的最大化利用，有助于生态结构的重现。
参考文献
[1] 翁泓生，陈毓灵，陈怡等.浅析城市黑臭水体成因及治理方法[J].居舍.2018，4（3）：183.
[2] 杜运领，芮建良，盛晟等.典型城区河道生态综合整治规划与工程设计 [M].第一版.北京：科学出版社，2015.8：107-108