稅紹富 黃 波

（湖南省水利水電第一工程有限公司 長(zhǎng)沙市 410000）

環(huán)保疏浚工程之污泥的處理與再生應(yīng)用

稅紹富 黃 波

（湖南省水利水電第一工程有限公司 長(zhǎng)沙市 410000）

文章簡(jiǎn)述了環(huán)保疏浚工程污泥的處理與再生應(yīng)用情況，并展望污泥處理和處置技術(shù)應(yīng)用前景及發(fā)展。對(duì)我國(guó)河湖、水庫底泥清淤有一定的借鑒和參考價(jià)值。

環(huán)保疏浚工程 污泥處理 處置 再生應(yīng)用

前言

我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家,江河湖泊、水庫眾多,隨著生活和生產(chǎn)建設(shè)的發(fā)展，水環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)日趨重視,在水利疏浚工程建設(shè)中環(huán)保疏浚應(yīng)運(yùn)而生。環(huán)保疏浚主要是針對(duì)江河湖泊、水庫的底泥清淤，這些底泥大多為受污染的有害污泥。疏浚施工后大量的污泥如未經(jīng)恰當(dāng)處理進(jìn)入環(huán)境，將給水體和大氣及周邊環(huán)境帶來二次污染。為了有效控制污泥造成的二次污染及發(fā)展資源再利用，因此必須對(duì)疏浚后的污泥進(jìn)行恰當(dāng)?shù)奶幚砼c處置。

1 環(huán)保疏浚工程污泥的處理與再生應(yīng)用

在水利環(huán)保疏浚工程中，因施工土質(zhì)情況、施工環(huán)境及工程施工對(duì)污泥處理的要求等不同，對(duì)污泥的處理和處置需采用不同的施工方案。多數(shù)環(huán)保疏浚工程污泥的處理和處置方案主要包含如下幾種施工方式。

1.1 環(huán)保疏浚污泥的遠(yuǎn)排距輸送

許多環(huán)保疏浚工程受施工環(huán)境的限制，疏浚后的污泥不能就近處理，必須進(jìn)行遠(yuǎn)排距輸送至符合處理?xiàng)l件的位置。單純依靠環(huán)保挖泥船自身水下泵和艙內(nèi)泵的功效仍無法滿足長(zhǎng)距離輸送施工要求，因此在水上和陸上增加接力泵站可有效解決遠(yuǎn)距離吹填的施工要求。湖南省水利水電第一工程有限公司根據(jù)現(xiàn)有的挖泥船和氣動(dòng)清淤船泵體型號(hào)進(jìn)行了接力泵站的配套。針對(duì)輸送距離的長(zhǎng)度可采用將一個(gè)或多個(gè)泵站串聯(lián)在排泥管中同時(shí)工作的接力施工，達(dá)到遠(yuǎn)程環(huán)保輸送的目的。

1.1.1 接力輸泥方式

接力方式有多種，各有其優(yōu)缺點(diǎn)，具體參見表1。除在人口稠密區(qū)為減少占地、節(jié)省征遷費(fèi)用應(yīng)采用直接串聯(lián)式外，其它情況下應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地條件、操作人員的技術(shù)水平、通訊聯(lián)系條件、經(jīng)濟(jì)性等多方面進(jìn)行考慮、綜合選擇。

1.1.2 機(jī)械設(shè)備選擇

目前挖泥船泥泵一般為離心泵，從理論上分析，離心泵既可并聯(lián)工作也可串聯(lián)工作，并聯(lián)工作時(shí)泵排泥壓力相等，流量為各泵之和；串聯(lián)工作時(shí)各泵流量相等，總揚(yáng)程為各泵之和。串聯(lián)時(shí)各泵型號(hào)不一定要相同但流量必須接近。接力泵生產(chǎn)線接力泵選用江蘇泰州華廈有限公司生產(chǎn)的JFCS112-24-55型泥泵。該泵主要性能參數(shù)如表2。

表1 接力輸力方式比較

表2 JFCS112-24-55型泥泵性能參數(shù)表

1.1.3 輸砂管道機(jī)械設(shè)備選擇

施工輸砂管道為湖南省水利水電第一工程有限公司自有的輸泥管線，主要參數(shù)如表3。

表3 輸泥管線參數(shù)

1.2 疏浚后污泥的分離、固化及再生應(yīng)用

因施工場(chǎng)地限制及環(huán)境保護(hù)的要求，大量疏浚后的污泥的處理安置成為環(huán)保疏浚的重要技術(shù)課題。污泥未經(jīng)恰當(dāng)處理與處置進(jìn)入環(huán)境，給水體和大氣帶來二次污染。為了有效控制污泥造成的二次污染，必須對(duì)污泥進(jìn)行處理與處置。污泥的處理處置是污泥經(jīng)單元工藝組合處理，達(dá)到減量化、穩(wěn)定化、無害化目的的全過程。處置處理后的污泥，棄置于自然環(huán)境中（地面、地下、水中）或再利用，采用能夠達(dá)到長(zhǎng)期穩(wěn)定并對(duì)生態(tài)環(huán)境無不良影響的最終消納方式。目前污泥的處理方式主要有脫水固化、堆肥及焚燒處理。隨著處理工藝不斷進(jìn)步，污泥管袋脫水固結(jié)處理和脫水固結(jié)一體化處理成為目前比較先進(jìn)的污泥組合處理方式。在污泥處理方面湖南省水利水電第一工程有限公司與武漢路德科技有限公司簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議，一直從事疏浚后污泥的環(huán)保處理技術(shù)及相關(guān)項(xiàng)目的施工，該公司先后參入了武漢外沙湖淤泥脫水固化工程、黃石青山湖底泥脫水固化工程等工程項(xiàng)目的施工，施工中通過運(yùn)用脫水固化一體化處理工藝，均較好地完成了各個(gè)施工項(xiàng)目，降低了施工成本、提高了施工效率、減少了環(huán)境污染并創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2.1 污泥管袋脫水固結(jié)處理施工情況（圖1～圖3）。

圖1 向袋中灌注污泥

1.2.2 底泥脫水固結(jié)一體化處理工藝（圖4）。

1.2.2.1 各環(huán)節(jié)實(shí)施方案

（1）泥漿輸送、格柵除渣。

圖2 袋中污泥脫水

圖3 移除脫水后的污泥

圖4 泥漿脫水固結(jié)一體化工藝流程圖

將泥漿通過管道輸送至岸上沉淀池重力分選，將較大顆粒粒徑碎石、磚塊等沉淀、漂浮雜物用格柵攔截，見圖5。

圖5 沉淀池

（2） 濃度調(diào)節(jié)、泥漿輸送。

將較細(xì)顆粒沙與淤泥泵送至調(diào)節(jié)池，見圖6。

圖6 調(diào)節(jié)池及泥漿泵

（3） 材料添加。

通過螺旋輸送機(jī)和混合器加入HEC與FSA等復(fù)合材料，完成泥漿的調(diào)理調(diào)質(zhì)，見圖7。

圖7 材料添加系統(tǒng)

（4） 調(diào)漿均化。

對(duì)均化池泥漿進(jìn)行調(diào)理調(diào)質(zhì)均化，使材料充分混合并保持泥漿濃度恒定，見圖8。

圖8 均化池

（5） 泥水分離。

完成調(diào)質(zhì)調(diào)理后的泥漿通過泵送至泥水分離系統(tǒng)進(jìn)行脫水固結(jié)， 分離的尾水懸浮物指標(biāo)SS≤70 mg/L，見圖9。

（6） 產(chǎn)生泥餅的及時(shí)含水率在40%以下，遇水不泥化，強(qiáng)度不降低，無二次污染，可用作工程回填土，見圖10、圖11、圖12。

圖9 泥水分離設(shè)備

圖10 泥餅

圖11 有機(jī)物含量的某湖泊底泥

圖12 經(jīng)脫水固化后即時(shí)形成的含水率小于40%的泥餅

1.2.2.2 淤泥脫水固結(jié)一體化處理方案的特點(diǎn)

（1）該系統(tǒng)能對(duì)接疏浚挖泥設(shè)備，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能匹配，即時(shí)的泥水分離與同步的淤泥固化在1 h內(nèi)一次完成，見圖13；

（2）采用封閉式廠房，對(duì)周邊環(huán)境無任何污染；

（3）淤泥調(diào)理、脫水、固結(jié)一次性完成，可實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)；

圖13 高含水泥漿脫水時(shí)排出的水清澈透明

（4）對(duì)泥漿中重金屬、病菌等有害物質(zhì)的鈍化和固結(jié)，實(shí)現(xiàn)無害化處理；

（5）脫水泥餅經(jīng)過機(jī)械擠壓，脫水泥餅含水率40%以下，含水低、強(qiáng)度高，遇水不泥化，土性穩(wěn)定，可用于工程回填；

（6）泥漿體積減量80%以上，大幅度減少施工用地、外運(yùn)土方和堆場(chǎng)占地，大幅降低處理后淤泥的運(yùn)輸成本和占地費(fèi)用；

（7）施工用地少，能實(shí)現(xiàn)分區(qū)分段、24 h工廠化作業(yè)，不受天氣、場(chǎng)地制約，工期有保障；

（8）本系統(tǒng)主體設(shè)備已國(guó)產(chǎn)化，迄今為止，是國(guó)內(nèi)最先進(jìn)、最成熟、應(yīng)用案例最多的解決方案，技術(shù)成熟、維護(hù)方便。

1.2.2.3 泥餅資源化利用施工方案

淤泥脫水固結(jié)一體化處理工藝是針對(duì)河道泥漿進(jìn)行減量化、穩(wěn)定化、無害化及資源化處置的。處置后的土方資源化再利用建議應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：

（1）用作工程回填土。

泥漿經(jīng)過脫水固結(jié)一體化處理工藝處理后，淤泥的含水量大幅降低，脫水固化后的泥餅結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，水穩(wěn)定系數(shù)在0.8以上，泥餅遇水不二次泥化，避免了污染轉(zhuǎn)移。脫水固化后的淤泥無側(cè)限強(qiáng)度可達(dá)150 kPa以上，滲透系數(shù)接近自然土，可以用于路基基層土和工程回填土，見圖14。

（2）用作建筑材料。

可以作為磚瓦和水泥等建材的原料。通過機(jī)壓成型，進(jìn)行蒸汽或自然養(yǎng)護(hù)制成標(biāo)準(zhǔn)承重磚，取代傳統(tǒng)的粘土燒結(jié)磚，見圖15。

（3）用作種植土。

經(jīng)過“泥漿脫水固結(jié)一體化”處置的土用作于園林種植土用作于園林綠化土是安全的，能夠滿足園林種植土的使用需要，見圖16。

圖14 用作回填土

圖15 用作建筑材料

圖16 用作種植土

2 環(huán)保疏浚工程中污泥處理和處置技術(shù)的應(yīng)用、前景及發(fā)展

我國(guó)首例大型湖泊環(huán)保疏浚工程是1998～1999年實(shí)施的云南滇池草海污染底泥疏挖及處置工程（一期），為我國(guó)湖泊環(huán)保疏浚起到了示范作用 ,并取得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù) 。廣西南寧于 2000年對(duì)南湖實(shí)施了底泥疏浚工程,并對(duì)污染底泥采用了分散堆存封閉的處置方法。西安興慶湖、南京玄武湖、安徽巢湖也相繼進(jìn)行了污染底泥的清淤疏浚工程還有一些環(huán)保疏浚項(xiàng)目正在實(shí)施,環(huán)保疏浚技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)得到應(yīng)用,并取得了一些成果。

目前，國(guó)內(nèi)河湖、水庫水污染現(xiàn)象比較普遍，群眾對(duì)水環(huán)境治理的要求日益迫切，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，國(guó)家一系列環(huán)保政策與法規(guī)相續(xù)出臺(tái)，環(huán)保疏浚技術(shù)的相關(guān)研究早已被列入了國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)，對(duì)江河湖庫治理中環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)也提出了更高的要求，作為最直接、最快速清除水體內(nèi)污染源的途徑之一環(huán)保疏浚必將日益廣泛地開展，環(huán)保疏浚工程污泥處理與再生應(yīng)用技術(shù)也必將有很好的發(fā)展前景。環(huán)保疏浚污泥處理技術(shù)對(duì)我國(guó)疏浚行業(yè)來說,正面臨著新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。加快研究與開發(fā)出技術(shù)上自主創(chuàng)新、應(yīng)用上經(jīng)濟(jì)有效、適合我國(guó)國(guó)情的環(huán)保疏浚污泥處理技術(shù)及設(shè)備是國(guó)內(nèi)各有關(guān)行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急，開展交叉學(xué)科的交流,加強(qiáng)疏浚界、環(huán)保界、造船界各研發(fā)機(jī)構(gòu)及企業(yè)之間的交流與合作，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，積極推廣研究新成果、新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝,力爭(zhēng)在該領(lǐng)域盡快趕上世界先進(jìn)水平。使環(huán)保疏浚工程之污泥處理與再生應(yīng)用技術(shù)在我國(guó)河湖、水庫污染治理中得到更為廣泛的應(yīng)用。

2017-01-10）

稅紹富（1974-），男，大學(xué)?？疲こ處?，現(xiàn)就職于湖南省水利水電第一工程有限公司任副總經(jīng)理。