黃明康，謝志豪

（中交廣州水運工程設(shè)計研究院有限公司，廣東廣州 510220）

環(huán)保疏浚是一種通過清除河湖水體中的污染底泥，清除污染水體的內(nèi)源污染物，減少底泥中污染物向水體釋放的水體治理技術(shù)[1]。同時，通過清除河湖水體的灘涂淤泥，可以達到景觀修復(fù)的效果。

淤泥是在靜水或緩慢流水環(huán)境中沉積，并經(jīng)化學(xué)生物作用形成的，是天然含水率大于液限、天然孔隙大于1.5 的粘性土[2]。疏浚淤泥主要以細(xì)顆粒土為主，且富含有機質(zhì)及重金屬等各類污染物。清淤過程中，由于清淤設(shè)備的攪動，淤泥會被攪亂，呈高含水率的泥漿狀態(tài)，屬于固態(tài)污染廢物。近海地區(qū)的疏浚淤泥通?？勺骱Ｑ髵伳嗵幹茫瑑?nèi)陸地區(qū)通常設(shè)置堆場，自然晾干固化。底泥中含有豐富的有機質(zhì)和營養(yǎng)鹽，對于植物生長屬于很好的肥料[3]。然而，底泥中含有的重金屬制約著底泥在農(nóng)業(yè)種植中的使用。發(fā)達地區(qū)的疏浚淤泥通常含有重金屬等污染物，未經(jīng)處理直接處置會產(chǎn)生二次污染。

1 常見的淤泥脫水固化技術(shù)

1.1 物理方法

1.1.1 機械脫水

機械脫水方法是使用機械離心或壓榨等物理方法將淤泥中的水分去除。脫水后的泥漿含水率大大降低，容積減小，強度提高，有利于遠(yuǎn)距離運輸和使用。目前，國內(nèi)的主要脫水機械有離心脫水機和板框壓濾機。其中，離心脫水機是利用水和懸浮固體顆粒的密度不同，在離心力的作用下實現(xiàn)泥水分離[4]。但離心脫水機只能實現(xiàn)高含水率的泥漿迅速減容和濃縮，難以更進一步地將淤泥固化。板框壓濾機的作用部位主要由濾板和濾布交替組成，利用高壓泥漿輸送泵，將泥漿輸送至壓濾機濾板之間的密閉濾室，使濾布兩邊形成壓力差，將泥漿里面的水壓出，達到固液分離的目的。

1.1.2 土工管袋脫水

土工管袋脫水技術(shù)利用高強度的土工織物縫制成的土工管袋充滿疏浚淤泥在泥漿泵的壓力和重力作用下將淤泥中的水分濾出。土工管袋脫水技術(shù)適用于含沙量較大的淤泥脫水，而對于細(xì)顆粒較多的淤泥，其所需脫水時間長，脫水效果一般，脫水后泥土強度軟弱，難以作回填土使用。

物理脫水技術(shù)只能將淤泥的間隙水脫去，不能去除淤泥中的污染物質(zhì)，因此對于含污染物的疏浚淤泥，采用物理脫水的同時，還需要考慮將淤泥中的污染物去除或固定，防止造成二次污染。

1.2 化學(xué)方法

化學(xué)方法是通過向疏浚淤泥中添加相對應(yīng)的聚沉劑、固化劑等化學(xué)藥劑，改變淤泥的物理和化學(xué)性質(zhì)，達到加快泥漿脫水干化、穩(wěn)定污染物的效果?；瘜W(xué)絮凝脫水技術(shù)是向底泥中投加絮凝劑，通過絮凝劑壓縮雙電層和吸附架橋功能[5]，加快泥漿絮凝脫水干化。固化技術(shù)是化學(xué)處理技術(shù)中最常用的處理技術(shù)，利用固化劑與淤泥中的水分、黏土礦物和污染物等發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，達到轉(zhuǎn)化水分、提高淤泥強度、穩(wěn)定污染物的目的。利用化學(xué)處理技術(shù)處理后的淤泥可用作道路、堤防等填方工程，實現(xiàn)淤泥脫水固化處理與資源化利用相結(jié)合的目標(biāo)。但化學(xué)固化方法中所使用的堿性固化材料會改變泥土性質(zhì)，不適合植物生長，且化學(xué)固化處理成本普遍偏高。

1.3 熱處理方法

疏浚淤泥的熱處理方法是通過高溫?zé)Y(jié)處理，將淤泥中的水分脫去，并分解淤泥中的有機物，淤泥中的黏土顆粒在高溫作用下黏結(jié)后再冷卻，淤泥熔合成具有相當(dāng)強度的固體顆粒。淤泥熱處理具有減污作用，溶解無機物并提高有機物惰性。淤泥經(jīng)熱處理后可作建材使用，是一種經(jīng)濟有效的資源化利用方法。但該方法對淤泥的性質(zhì)有一定的要求，且需要在大型的固定工廠中進行，對疏浚淤泥的長距離運輸帶來很大的不便[6]。

2 淤泥脫水固化技術(shù)的應(yīng)用實例及效果

2.1 應(yīng)用地概況

深圳前海灣清淤工程（二期）對前海灣約540 hm2區(qū)域開展清淤工程，實施后可確保低潮位時不露灘涂，灣內(nèi)形成合理灘槽布局，消除前海灣內(nèi)源污染，有效改善前海灣區(qū)水質(zhì)環(huán)境及景觀效果。

深圳前海灣清淤工程（二期）所產(chǎn)生的沾污疏浚土按照“減量化、無害化、穩(wěn)定化”原則處理，處理后的泥餅以資源化利用為先，余土進行統(tǒng)一消納處置。

2.2 淤泥的特點及處理目標(biāo)

針對前海灣沾污疏浚土的特點，基地采用化學(xué)與機械脫水相結(jié)合的方法對沾污疏浚土進行脫水固化處理，該方法根據(jù)淤泥泥漿顆粒極細(xì)、難以脫水、處置困難的特點，采用專利產(chǎn)品FSA 泥沙聚沉劑（武漢路德環(huán)境股份有限公司生產(chǎn)）和HEC 高強高耐水土體固結(jié)劑（武漢路德環(huán)境股份有限公司生產(chǎn)）對泥漿進行調(diào)理，并投加重金屬去除劑（武漢路德環(huán)境股份有限公司生產(chǎn)）進行混勻攪拌，采用板框壓濾機進行即時分離泥水處理。本方法可將疏浚泥漿和建筑泥漿即時分離，鈍化、固結(jié)重金屬并起到滅殺微生物等有害物質(zhì)的作用，將泥漿分離為清水和含水率在40%以下的硬塑狀泥餅，可直接裝車或堆放。

2.3 淤泥脫水固化處理工藝主要工序

2.3.1 沉淀池及格柵機

此工序的主要作用是將泥漿通過管道輸送至岸上沉淀池重力分選，將大顆粒粒徑碎石、粗砂沉淀，漂浮雜物用格柵攔截。大顆粒沉淀一定量后采用機械或者人工清除。通過格柵攔截下來的雜物采用固化劑進行固化處理。

2.3.2 調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池的作用是儲存泥漿和調(diào)節(jié)泥漿濃度。在此環(huán)節(jié)，泥漿經(jīng)過充分沉淀和稀釋以后，濃度基本達到處理要求。

2.3.3 材料添加系統(tǒng)

通過螺旋輸送機和泥漿攪拌機加入HEC、FSA、重金屬離子去除劑等復(fù)合材料，通過自身紊流完成調(diào)理調(diào)質(zhì)。

（1）根據(jù)沾污疏浚物的檢測數(shù)據(jù)，本項目在生產(chǎn)過程中需要重點處理泥漿中的As3+、Zn2+、Cu2+、Cd2+。根據(jù)檢測結(jié)果通過泥漿模擬加藥試驗配備As3+、Zn2+、Cu2+、Cd2+去除劑的最佳加入量。

（2）藥劑加入前，將泥漿中的pH 值調(diào)至7～9，保證效果最佳。

（3）根據(jù)每天壓濾機計劃工作時長確定當(dāng)天總的投放量，投放前將量取的藥劑在專用的加藥系統(tǒng)中稀釋至1%～2%，按比例連續(xù)投入泥漿攪拌機中與泥漿攪拌均勻。處理時泥漿與重金屬離子去除劑必須充分?jǐn)嚢杈鶆?，攪拌時間5～10 min，并加入一定量的FSA 泥沙聚沉劑、HEC 固結(jié)劑一起攪拌、均混，然后輸送至均化池。

2.3.4 調(diào)漿均化

對均化池泥漿進行調(diào)理調(diào)質(zhì)均化，使材料充分混合并保持泥漿濃度恒定。經(jīng)過均化池調(diào)質(zhì)均化后的泥漿，已經(jīng)具備了脫水固化的條件。

2.3.5 泥水分離系統(tǒng)

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)進行脫水固結(jié)處理。氣動隔膜板框壓濾機與普通壓濾機相比是在濾板中間加裝了一層彈性膜，當(dāng)進料結(jié)束后，將高壓氣流注入濾板中間，濾板會鼓起進一步壓迫泥餅，達到泥餅進一步脫水的目的。

2.3.6 尾水處理

高含水泥漿脫水后形成的尾水將通過管道回流至尾水池進行存放和再利用，如用于泥漿船的水力沖挖和加藥系統(tǒng)用水。對于少量需要排放的尾水，根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求，經(jīng)過酸堿中和后，將通過進入污水管網(wǎng)等途徑進行排放。

2.4 處理效果

經(jīng)過本工藝脫水處理后產(chǎn)生的泥餅固結(jié)效果好，無濾液或泥漿橫流現(xiàn)象。經(jīng)檢測可達到GB-15618-1995《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》三級標(biāo)準(zhǔn)，即時含水率在40%以下，臨時可堆高、壓實，遇水不泥化，強度不降低，無二次污染。

3 結(jié)論

城市河湖污染淤泥的后處理難題一直是困擾城市河湖污染治理的一項技術(shù)難題。物理化學(xué)相結(jié)合的淤泥脫水固化技術(shù)在取得預(yù)期快速脫水固化效果的同時，又能固化、穩(wěn)定化重金屬離子，減少淤泥堆場處置所需的用地資源，且實現(xiàn)了淤泥的資源化利用，對于城市河湖的環(huán)保疏浚工程而言，是一種環(huán)保效益較高的方法。淤泥脫水固化技術(shù)在深圳前海灣清淤工程（二期）中的應(yīng)用，為今后城市河湖開展大規(guī)模環(huán)保疏浚工程積累了寶貴經(jīng)驗。