姜 穎

(錢江水利開發(fā)股份有限公司,浙江 杭州 310013)

淤泥快速固化處置技術(shù)在河湖庫塘清淤中的應用

姜 穎

(錢江水利開發(fā)股份有限公司,浙江 杭州 310013)

浙江省河湖庫塘淤泥分布較廣、總量巨大，傳統(tǒng)的淤泥處置方式無法有效解決大面積清淤工程形成的大量淤泥.淤泥快速固化技術(shù)處理具有效率高、處理效果好、質(zhì)量穩(wěn)定、泥餅強度高、無污染等諸多優(yōu)點，是解決浙江省清淤及淤泥處理工作難題必選的一種方式.以紹興市柯橋區(qū)建設的河道淤泥處理工程為例，認為淤泥快速固化技術(shù)可在浙江推廣，并具有較大的突破空間.

河湖庫塘；清淤；淤泥處置；快速固化技術(shù)

浙江是著名的水鄉(xiāng).一直以來，浙江水資源存在著供需不平衡、污染嚴重、結(jié)構(gòu)性矛盾突出及有效利用率低等問題.浙江省歷屆省委、省政府對用水、治水及節(jié)水等工作高度重視.習近平同志在浙江工作期間，就曾多次對治水工作作出重要指示.2013年11月29日，浙江省委十三屆四次全會提出“要以治污水、防洪水、排澇水、保供水、抓節(jié)水(即“五水共治”)為突破口，倒逼轉(zhuǎn)型升級”[1].“五水共治”對促進浙江省生態(tài)環(huán)境建設、社會經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級等方面有著重大的意義.“五水共治”是一項系統(tǒng)工程.自2014年開展“五水共治”工作以來，經(jīng)過大規(guī)模、階段性的治水行動，浙江省水環(huán)境狀況得到了顯著改善.但是，仍有不少河湖庫塘未經(jīng)系統(tǒng)治理，淤積存量大、底泥污染嚴重.2016年初，浙江省省委、省政府提出“決不把污泥濁水帶入全面小康；加快推進“五水共治”清污(淤)整治工作，促進水環(huán)境質(zhì)量全面改善”的工作目標.同年，作為進一步推進“五水共治”戰(zhàn)略的著力點，浙江省政府治水辦和水利廳聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于全面開展河湖庫塘清污(淤)推進資源化利用工作的通知》，要求各市、縣(市、區(qū))全面查清轄區(qū)內(nèi)污(淤)泥分布及淤積情況，做好重點區(qū)域污泥污染檢測等工作，到2020年建立健全清淤輪疏機制，實現(xiàn)清淤工作長效機制[2].

1 浙江省河湖庫塘清淤工作概況

浙江省河湖庫塘淤泥總量大，分布不均，項目較為分散，淤泥處置方式單一，資源化利用程度較低.

1.1 淤泥總量巨大

浙江省河湖庫塘淤積較嚴重、疏浚工作量巨大.2016年3月份以來，浙江省水利廳對全省河湖庫塘淤積情況開展了摸底調(diào)查工作.由于淤積情況復雜，詳細數(shù)據(jù)的核實分析尚在進行中.目前浙江省水利廳已落實“十三五”期間，浙江省清污(淤)量計劃達3.5億m3(其中2016年計劃1.01億m3，2017年計劃8 000萬m3)[3].

1.2 淤泥主要集中在平原地區(qū)

浙江省淤泥主要集中在杭嘉湖、蕭紹寧、溫黃、溫瑞等平原地區(qū)的河網(wǎng)內(nèi)，麗水、衢州等丘陵山區(qū)則以池塘山塘淤泥為主.2016年浙江省實際完成清淤量14 138萬m3，從完成的數(shù)據(jù)看，淤積較為嚴重的湖州、紹興、杭州等8個設區(qū)市，清淤量均在1 000萬m3以上，其中湖州近2 000萬m3；舟山、麗水、衢州位于海島和山區(qū)，清淤量較少.2016年度浙江省各市清淤量匯總(見圖1).

圖1 2016年度浙江省各市清淤量匯總

1.3 項目較為分散

浙江省河湖庫塘分布面廣，清於項目也較為分散.2016年清淤點數(shù)約為1.68萬個，其中河段數(shù)量約5 600個(河道清淤長度約6 900 km)，占清淤點數(shù)的33%；湖漾約為39個，占0.2%；山塘約為1 000個，占5.9%；池塘約為10 000個，占59.9%；水庫約為180個，占1%.清於項目大多以村為單位組織實施，湖漾、山塘和水庫等相對集中的項目以縣區(qū)水利局為單位組織實施.

1.4 淤泥處置方式單一

目前，浙江省淤泥處置的最主要方式仍然是堆積、填埋及還田等.其中，河道淤泥的處理大多采取了就近還田利用方式，如桐鄉(xiāng)、海寧等地；其它淤泥的處置則多以自然堆填固結(jié)后用于場地回填、臨時堆放為主.二者約占80%制磚制陶等資源化利用方式不到3%.

1.5 資源化利用程度低

近兩年浙江省清淤工程大規(guī)模展開.主要采用的堆積和填埋方式，資源化利用程度較低，且運輸成本高、受堆放場地限制較大.據(jù)估算，“十三五”期間，浙江省河道清淤量3.5億m3，這些淤泥固化后，需要至少40 km2的場地進行堆放.但是，目前浙江省棄土場地已近飽和.因此，淤泥處置及資源化利用成為浙江省河湖庫塘清淤工作的關(guān)鍵.

2 淤泥處置方式比較分析

淤泥的處置及資源化利用是浙江省河湖庫塘清淤工作的重點及難點.大規(guī)模清淤工作在短期內(nèi)產(chǎn)生的大量淤泥，含水率高、強度低，部分淤泥還可能含有重金屬等有毒有害物質(zhì)，這些有毒有害物質(zhì)被雨水沖刷后容易浸出，從而對周圍水環(huán)境造成二次污染.因此，必須選擇一種適合浙江省清淤工作的快速、安全、有效的淤泥處置方法.

2.1 傳統(tǒng)淤泥處置方式

(1)農(nóng)業(yè)肥田:將淤泥在農(nóng)業(yè)用地上進行有效利用的方式，主要作為農(nóng)業(yè)種植土層，為農(nóng)田增肥和土地改良.農(nóng)業(yè)肥田成本低、施工方便，大多數(shù)農(nóng)村可以采用.但對淤泥質(zhì)量要求較高，只適合營養(yǎng)物成分高、重金屬和有毒有害物質(zhì)低的淤泥，并且受當?shù)匕傩战邮芏鹊挠绊?，同時受季節(jié)限制.

(2)場地回填:淤泥經(jīng)處理后作為建設和開發(fā)用途的地面抬高、回填、地形整理等消納處置方式，主要包括圍墾區(qū)、低洼地、公園、綠化帶和開發(fā)區(qū)的地面回填、廢棄礦山修復回填等，另外也包括耕作層以下的農(nóng)業(yè)造田造地回填.場地回填污染指標要求較低，特別是廢棄礦山回填，但是場地資源不可循環(huán)，將會越來越少.同時處理成本受到脫水方式、運距等影響，其制約因素較多.

(3)園林綠化:部分淤泥中含有機質(zhì)和植物所需營養(yǎng)成分以及腐殖質(zhì)膠體，它們是有價值的生物資源.但是園林綠化對淤泥含水率、營養(yǎng)鹽有要求，并且每個地方城市規(guī)劃程度不同，能夠消納的處理量和時間需要與城鎮(zhèn)建設良好銜接.

(4)固堤培堤:將淤泥直接堆放到河道兩岸的堤防上，待河泥干透后經(jīng)平整加固加高沿岸堤防，也可進行固化處理后，作為新建堤防堤身和鎮(zhèn)壓層回填和護坡利用.淤泥固堤必須滿足穩(wěn)定、防滲和沉降要求.該方法操作簡便，成本也較低，在平原圩區(qū)整治中效益顯著，但受堤防外型尺寸及政策處理等限制，解決的淤泥量相對較少，并對淤泥泥質(zhì)要求高，防止對水體及周邊環(huán)境產(chǎn)生二次污染.

(5)建材利用:淤泥中含有大量的黏土礦物，經(jīng)無機化處理后，可用于制作水泥添加料、制磚、制輕質(zhì)骨料和路基材料等.該方法對于污染控制要求不高，經(jīng)過處理的淤泥可穩(wěn)定大部分重金屬污染物，縮小體積，節(jié)約堆場，但是作為燒磚制陶原料，用量小，燒結(jié)成本較高，市場需求量有限.

(6)生物利用:包括生產(chǎn)有機肥材料、生物炭制作等.有機肥料是將富含有機質(zhì)的淤泥與動植物殘體混合，發(fā)酵腐爛并經(jīng)過無害化處理的肥料.生物炭是高有機質(zhì)淤泥在缺氧或絕氧環(huán)境中，經(jīng)高溫熱裂解后生成的固態(tài)產(chǎn)物.但浙江省河湖庫塘淤泥有機質(zhì)含量偏低，難以生物利用.

(7)焚燒:對符合熱值要求、有機物含量高但重金屬、有毒有害污染物超標不符合土地利用要求的淤泥可采用焚燒的方式處理.通過焚燒，可消耗大量的有機污染物，使得淤泥趨于穩(wěn)定化，大大縮小土方體積，但該方法處理成本昂貴.

(8)衛(wèi)生填埋:類似城市垃圾和廢物的填埋處置，主要針對污染物質(zhì)嚴重超標的污泥.衛(wèi)生填埋的污泥需要進行脫水處理，以減少填埋量.衛(wèi)生填埋場地有限；若防護措施不當，被處置的污泥將對環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)造成污染[4].

一直以來，浙江省淤泥處置主要以自然堆填固結(jié)后用于場地回填、臨時堆放等為主，淤泥的脫水處理通常采用自然干燥法，淤泥自然固結(jié)過程緩慢，需要幾年甚至更長的時間.浙江省人多地少，土地資源稀缺，場地堆積填埋不僅影響了土地資源的利用，且存在無法有效減量、容易產(chǎn)生二次污染等問題，不能解決浙江省開展大規(guī)模清淤工作帶來的問題.

2.2 淤泥快速固化技術(shù)

近兩年，國內(nèi)出現(xiàn)了不少淤泥快速固化處理技術(shù).淤泥快速固化技術(shù)實現(xiàn)了淤泥短時間內(nèi)固結(jié)，且處理后的淤泥具有高強度、低滲透的性質(zhì)，為淤泥的有效處置及資源化利用創(chuàng)造了有利條件.

(1)技術(shù)方法及一般工藝流程

淤泥快速固化處理技術(shù)可分物理、化學和復合3種方法.物理方法又分為低位真空預壓和機械脫水2種技術(shù)；化學方法則是添加化學藥劑，如聚沉劑、固結(jié)劑等；復合方法則是結(jié)合了添加化學藥劑和機械脫水方式.目前國內(nèi)比較典型的淤泥快速固化處理技術(shù)包括武漢路德環(huán)?？萍脊咎岢龅摹坝倌酀{體脫水固結(jié)一體化技術(shù)”和廣州市水電建設工程有限公司提出的“淤泥理化處理及復合固化成套技術(shù)及系統(tǒng)”等[5].

一般工藝流程(見圖2)：①泥漿經(jīng)管道輸送至設備，經(jīng)初步沉淀，分離出塑料、落葉等各種固體垃圾；②不同成分及數(shù)量的泥漿進入調(diào)節(jié)池后，在池中進行混合均化處理；③固液混合即，配料系統(tǒng)自動添加泥沙聚沉劑和固結(jié)劑；④經(jīng)機械強制快速攪拌，使泥漿與添加劑充分混合；⑤固液壓濾分離，經(jīng)壓濾機處理后，泥餅含水率降至40%以下；⑥泥餅外運，尾水經(jīng)處理后排放.

圖2 淤泥快速固化處理一般工藝流程圖

(2)工藝特點及適用性

淤泥快速固化技術(shù)具有處理效率高、處理效果好、施工質(zhì)量穩(wěn)定、處理后泥餅強度高且不會產(chǎn)生污染等特點，較好地符合了“無害化、減量化”的要求，但也存在一定的不足之處.

優(yōu)點：①與清淤排泥設備實現(xiàn)無縫對接，產(chǎn)能匹配，處理效率高；②通過添加泥沙聚沉劑和固結(jié)劑以改善淤泥的透水特性及固化性能，使泥水分離效率提高6～10倍；③脫水泥餅體積較水下淤泥體積減量60%以上，大幅降低處置后底泥的運輸成本和占地費用；④脫水泥餅含水率40%以下，可實現(xiàn)對有害物質(zhì)的鈍化和固封，并且遇水不泥化，不會造成污染轉(zhuǎn)移；⑤施工占地面積小，能實現(xiàn)分區(qū)分段、24 h工廠化作業(yè)，不受天氣、場地制約，工期有保證[6].

缺點：①前期設備投入大，投資成本較高；②采用的固化材料一般為堿性，淤泥固化后的土質(zhì)會發(fā)生變化，處理后的土基本只適用于填土等；③處理成本相對于其它方式偏高，大致在50～100元/m3.

適用性：淤泥快速固化技術(shù)適用于各種污泥的處理；但相對其它處置方式，其前期設備投入大，且處理成本也較高.因此，這種方式比較適用于較大規(guī)模的、產(chǎn)淤量大的工程，浙江省河湖庫塘清淤及淤泥處置工程比較符合這一要求.

(3)技術(shù)突破空間

目前國內(nèi)已有的淤泥快速固化處理技術(shù)尚處于發(fā)展初期，采用的機械設備，如振動器、混合器、壓濾機等都是常規(guī)設備，而相對具有核心技術(shù)的是合理、經(jīng)濟有效的固化材料配方.因此，目前的淤泥快速固化處理技術(shù)含量不高，相關(guān)單位通過加強與專業(yè)院校及設計、科研院等單位的合作，機械設備及聚沉劑和固化劑等方面預計都將有較大的突破空間[7].

3 浙江省淤泥快速固化技術(shù)應用及思考

3.1 應用情況

淤泥快速固化處理技術(shù)可以說是解決浙江省大面積清淤、產(chǎn)生大量淤泥的“減量化及穩(wěn)定化”處理的必然選擇.武漢路德環(huán)境公司在紹興市柯橋區(qū)建設的河道淤泥處理工程是浙江省的一個范本.2014年，柯橋區(qū)齊賢鎮(zhèn)率先建成浙江省首個淤泥固化中心，成功解決了約70萬m3淤泥堆放的難題；2015年，又新建兩處淤泥固化中心，并出臺《河道淤泥固化一體化運營管理暫行辦法》，在浙江省率先實現(xiàn)河道清淤淤泥固化處置全覆蓋.目前，紹興全市已建成6個淤泥固化處理中心，采用“淤泥脫水固結(jié)一體化處理”技術(shù)施工，年處理能力達500萬m3，解決了淤泥運輸難、堆放難、計量難等問題.例如，上虞區(qū)面積最大的淡水湖皂李湖清淤整治，經(jīng)測算，皂李湖清淤工程結(jié)束后，固化土將達60萬m3.如果淤泥未經(jīng)處置進行堆放，需要0.67多km2土地，固化以后，堆放這60萬m3則僅需0.088 km2土地.而固化之后，對淤泥進行資源化利用就成了可能[8].

2016年10月，浙江省河湖庫塘淤泥處置利用技術(shù)現(xiàn)場會在紹興召開，推廣紹興當?shù)氐挠倌喙袒幚砑夹g(shù).同年底，省環(huán)保廳、省環(huán)科院共同編制了《浙江省河道淤泥處理處置技術(shù)及典型案例匯編》，這是浙江省首部系統(tǒng)性匯編現(xiàn)有河道淤泥處理處置技術(shù)的手冊，基本涵蓋了目前浙江省常用的河道淤泥處理處置技術(shù)手段.

3.2 關(guān)于資源化利用的思考

對于淤泥處置后的消納利用是清淤工作的最后關(guān)鍵一步.除常規(guī)的堆放、填埋或制磚方法，各地都在摸索新的利用方式.近期，紹興上虞區(qū)就在做一項名為“淤泥固化土種植”的實驗，探索用經(jīng)過脫水的淤泥固化土種植常見的經(jīng)濟作物.但以上方式對大量泥餅的消化仍有局限.

經(jīng)多方調(diào)研，浙江省淤泥經(jīng)固化處置后轉(zhuǎn)運至海島填海是消納浙江省集中大規(guī)模清於淤泥的合適途徑.例如，嘉興一帶的淤泥，可在嘉興建立淤泥固化處理中心，淤泥經(jīng)固化脫水后，再由內(nèi)河船運經(jīng)乍浦港轉(zhuǎn)運至舟山附近海島填海.目前，浙江省水利廳關(guān)于“舟山綠色石化基地成陸工程先利用嘉興地區(qū)部分淤泥”的建議已得到省政府的肯定.相關(guān)部門可通過與舟山當?shù)叵嚓P(guān)企業(yè)建立良好的、長期性的合作關(guān)系，將淤泥固化、轉(zhuǎn)運、圍墾填海等進行一條龍服務；同時，向省水利廳及省政府爭取有關(guān)政策支持，通過減免運輸規(guī)費、降低運費、適當提高淤泥處置費用等措施，可完全實現(xiàn)盈虧平衡.

4 結(jié) 論

淤泥處置及資源化利用是浙江省河湖庫塘清淤工作中的重難點，淤泥快速固化處理技術(shù)是解決這一難題的有效方式.浙江省紹興市柯橋區(qū)河道淤泥處理工程是省內(nèi)成熟可行的一種模式，其他縣市可參照該種模式，建立區(qū)域性的淤泥固化處理中心，接收清淤淤泥并脫水固化淤泥.同時，應積極探索新的消納利用方式，最終實現(xiàn)淤泥處置的“無害化、減量化、資源化”目標.

[1] 馬躍明.五水共治治出發(fā)展好局面——浙江謀劃推進抓治水促轉(zhuǎn)型[J].今日浙江,2014(1):10-13.

[2] 劉俊威,馬 俊.關(guān)于浙江省河湖庫塘清淤工作中淤泥處置的思考[J].中國水利,2016(18):58-59.

[3] 虞 偉.五水共治:水環(huán)境治理的浙江實踐[J].環(huán)境保護,2017(z1):104-106.

[4] 包建平,朱 偉,閔佳華.中小河道治理中的清淤及淤泥處理技術(shù)[J].水資源保護,2015,31(1):56-62，68.

[5] 陶琛杰,顧曉惠,周 健.淺析河湖生態(tài)清淤及淤泥固化技術(shù)的研究與運用[J].江蘇水利,2014(7):42-44.

[6] 賴佑賢,閆曉滿.淤泥高效脫水與固化工藝流程研究[J].水利建設與管理,2017(3):40-43，15.

[7] 陸 萍,周思通,王懷露.淤泥固化技術(shù)的研究綜述[J].價值工程,2015(4):107-108.

[8] 林 蔚.紹興柯橋區(qū)河湖淤泥固化處置之道[J].中國水利,2016(6):25-26.

Desilting and Sludge Disposal in Rivers, Lakes, Reservoirs and Ponds

JIANG Ying

(Qianjiang Water Resources Development Co., Ltd., Hangzhou 310013, China)

In Zhejiang, the distribution of silt in rivers, lakes, reservoirs and ponds is wide and the total amount is huge. The traditional disposal methods for sludge cannot effectively solve the large scale dredging works, resulting in a large amount of silt in the short term. Sludge solidification technology, with such advantages as high efficiency, good effect, stable quality, high strength, no pollution of mud cake, etc, is the solution to solve sludge disposal. Taking river sludge treatment project in Keqiao district of Shaoxing city, the rapid sludge solidification technology can be spread in Zhejiang and has a big breakthrough space.

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1008-536X(2017)03-0060-04

2016-12-23

姜 穎(1972-)，男，浙江金華人，碩士，經(jīng)濟師，從事集團公司總部投資管理工作.