1概述

為加快城市黑臭水體整治工作，改善城市生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)城市生態(tài)文明建設(shè)，城市河湖底泥疏浚處理技術(shù)引起廣泛關(guān)注。城市河湖疏浚底泥處理的主要方法是淤泥堆場處理和脫水固化處理。淤泥堆場處理需要占用大量的土地資源，在城市中很難應(yīng)用。長江河湖建設(shè)有限公司根據(jù)城市河湖底泥有機(jī)質(zhì)、重金屬、生活垃圾較多的特點(diǎn)，有針對性地開發(fā)生態(tài)疏浚底泥固化式環(huán)保處理工藝，并經(jīng)工程實(shí)踐應(yīng)用后，形成一項(xiàng)城市江河湖泊生態(tài)疏浚及泥沙固化施工工法。該項(xiàng)施工工法結(jié)合工程實(shí)際情況，因 地 制宜、大膽創(chuàng)新推廣應(yīng)用，累計(jì)處理淤泥近150萬m3。河湖底泥生態(tài)疏浚固化環(huán)保處理質(zhì)量優(yōu)良，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計(jì)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2工法特點(diǎn)

2.1工法先進(jìn)環(huán)保采用刀頭定位裝置，實(shí)現(xiàn)精確挖掘。該方法在傳統(tǒng)環(huán)保絞吸清淤機(jī)的絞刀頭上增加了定位防護(hù)罩，開挖精度控制在10cm以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了精確清淤，安全保障效果 顯 著;底 泥 疏 浚、固 化 一 次 完 成，可 實(shí) 現(xiàn)24小時(shí)不 間 斷 作 業(yè);泥 沙 脫 水 效 率 高，固 化 后 便 于 運(yùn)輸;脫水泥 餅 的 含 水 量 為35%～40%，處 于 硬 塑 狀態(tài)，體積減少量大，大大降低了處理后污泥的運(yùn)輸成本和占地成本;過濾水清澈，尾 水 懸 浮 指 數(shù)SS小 于20mg/L，符合國家I類水排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.2可持續(xù)發(fā)展與循環(huán)經(jīng)濟(jì)壓濾固化 后 的 沉 積 物 無 側(cè) 限 抗 壓 強(qiáng) 度7天 超 過0.2MPa，可用 作 建 筑 原 料，也 可 用 作 農(nóng) 業(yè)、園 林 綠化和土地改良的土壤材料。實(shí)現(xiàn)河湖沉積物的資源化利用和最終處置。該方法強(qiáng)調(diào)河湖底泥處理首先要達(dá)到“減 量 化、無 害 化、穩(wěn) 定 化 和 資 源 化”的 目 標(biāo)，符合國家提倡的可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。本系 統(tǒng) 主 體 設(shè) 備 已 國 產(chǎn) 化，技 術(shù) 成 熟、維 護(hù)方便。

3適用范圍

本方法適用于大、中、小型河流、湖泊、水庫的大流量疏浚和生態(tài)環(huán)境疏浚工程。特別是在環(huán)保處置要求高的城市河湖疏浚固化處理中，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益更加突出。

4工藝原理利用

環(huán)保絞吸式挖泥船的大功率泥漿泵，將河湖底泥漿吸入全封閉泥漿管道，并輸送至進(jìn) 水 口 前 池。泥漿經(jīng)過垃圾篩分系統(tǒng)通過管道混合器進(jìn)入沉淀池沉淀;細(xì)顆粒通過重力通道進(jìn)入濃縮池，在濃縮池中進(jìn)行化學(xué)調(diào)理后，泥漿通過管道輸送到機(jī)械攪拌系統(tǒng)，攪拌系統(tǒng)中設(shè)有篩分裝置，對泥漿中的雜質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步的篩分和處理;采用加壓泥漿泵系統(tǒng)將物料池中攪拌均勻的泥漿泵送至板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾脫水固化處理;排出的固 化 泥 漿 由 傳 送 帶 輸 出 并 儲(chǔ) 存 在 預(yù) 定 位置，此時(shí)固化泥餅的含水量低于41%。該方法固化劑的配方主要由聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺、聚合氯化鐵、非金屬氧化物SO2和SO3、重金屬捕集劑等組成。通過動(dòng)態(tài)調(diào)整疏浚底泥組成、進(jìn)行隨機(jī)取樣試驗(yàn)，確定最佳配比后應(yīng)用于工程中。5施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1施工工藝流程工藝流程為:施工準(zhǔn)備→絞吸船組裝就位→刀頭定位裝置安裝→浮管輸泥管安裝→水下生態(tài)沉積物清淤→管道輸泥→初篩→藥劑濃縮沉淀→二次濃縮沉淀→振動(dòng)二次篩分→攪拌加藥→壓濾→泥餅固化→資源化利用(見圖1)。

處理系統(tǒng):底泥疏?！勰喙艿垒斔汀勰啻趾Y→化學(xué)濃縮調(diào)理→底泥固化調(diào)理→板框壓濾脫水熟化→污水澄清處理。污泥輸送系統(tǒng):利用環(huán)保絞吸船將河道淤泥輸送至現(xiàn)場污泥處置廠排泥區(qū)前池。淤泥粗 篩 系 統(tǒng):淤泥混合泥漿通過淤泥粗篩系統(tǒng)，分離污染底泥中的漂浮雜質(zhì)。絮凝劑 調(diào) 理 系 統(tǒng):首先篩分系統(tǒng)對泥漿中的垃圾、砂石進(jìn)行移除，接著沉積物被泵送至濃縮池。在管口處設(shè)置絮凝劑加入裝置，使沉淀物逐漸濃縮并沉淀在底部，濃縮沉淀物被輸送到指定地方進(jìn)行后續(xù)處理。上清液排放至余水池處理，達(dá)標(biāo)后排放。將濃縮后的泥沙輸送至泥沙調(diào)理存儲(chǔ)池，在調(diào)理裝置中加入化學(xué)物質(zhì)(固 化 劑)進(jìn) 行 混 合 調(diào) 理，形 成 沉 積 物 的骨架結(jié)構(gòu)，促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)水分的釋放和沉積物微粒的聚集，徹底改變沉積物的高持水能力，促 進(jìn) 泥 水 分 離，提高強(qiáng)度，使排出的泥沙滿足改性要求。板框式壓濾系統(tǒng):在泥漿由板框式壓濾機(jī)輸送的條件下，由給料泵和高壓油泵提供強(qiáng)壓力擠壓底泥，得到含水量 小 于41%的 塊 狀 泥 餅。將壓濾后的水送入污水處理系統(tǒng)進(jìn)行后續(xù)處理。污水凈化系統(tǒng):對濃縮機(jī)和調(diào)節(jié)池的上清液進(jìn)行沉淀，對壓濾后產(chǎn)生的加壓過濾水進(jìn)行沉淀，以減少懸浮固體，達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后排放。

5.2重點(diǎn)操作要點(diǎn)認(rèn)真研究設(shè)計(jì)圖紙及相關(guān)施工規(guī)范后編制施工計(jì)劃并進(jìn)行技術(shù)披露。進(jìn)行初步的地形調(diào)查和污泥處理能力計(jì)算，確定污泥污染因子的含量和最佳化學(xué)試劑配比。

5.2.1泥漿輸送與淤泥粗篩分利用絞吸船的大功率淤泥泵將河底淤泥輸送到進(jìn)水口前池。泥漿經(jīng)管道輸送至篩面，過濾后的水從篩板的縫隙中流出。同時(shí)，固體物質(zhì)通過篩分機(jī)后大顆粒逐漸沉降，然后用機(jī)械方式清除。

5.2.2沉淀池粒徑大于0.2mm、密 度 大 于2.65t/m3的 沙 粒 經(jīng)過沉淀池后沉淀，清除的泥沙可以用于建筑填料。經(jīng)過沉沙池運(yùn)行穩(wěn)定處理后效果好。一般設(shè)置兩級沉淀池。在緩流作用下礫石沉降效果較為理想。

5.2.3濃縮池泥漿經(jīng)過濃縮池溢流，在自然重力作用下沉降比較慢。在溢流口設(shè)置化學(xué)添加設(shè)備，使 泥 漿 通 過 時(shí)，提高底泥的固含量，便于后續(xù)處理。如果藥劑輸送過多，容易使井底泥漿結(jié)塊，不利于提升和再運(yùn)輸。如果太小，泥漿就不能容納，水也不能分離，從而達(dá)不到濃縮的目的。為保證紙漿濃度和尾水質(zhì)量，濃縮器不應(yīng)少于兩個(gè)。漿液經(jīng)過化學(xué)調(diào)理后，通過罐底的管道泵送到機(jī)械攪拌系統(tǒng)。從尾水表面分離出來的懸浮物，經(jīng)排水管收集至污水澄清池，經(jīng)處理后排放。

5.2.4淤泥攪拌調(diào)理裝置底泥調(diào)理裝置接收化學(xué)濃縮機(jī)中由揚(yáng)升泵輸送的底泥，并添加化學(xué)固化劑，通過攪拌使固化劑迅速反應(yīng)，達(dá)到底泥改良的目的。調(diào)節(jié) 好 混 合 調(diào) 理 裝 置 后，污泥排入沉淀儲(chǔ)存池。

5.2.5藥劑投加系統(tǒng)為了提高脫水性能需要添加化學(xué)品調(diào)節(jié)酸堿度以降低污染物的活性。金屬制品，通常是橡膠制品，不得用于藥物容器。

5.2.6沉淀存儲(chǔ)池污泥在攪拌調(diào)節(jié)裝置 中 調(diào) 節(jié) 后，直 接 流 入 池 中。由于調(diào)節(jié)后的污泥已經(jīng)與污泥和水分離，池中的部分水可以通過池中的溢流管排出，使得儲(chǔ)存池有更多的空間來儲(chǔ)存調(diào)節(jié)后的污泥。

5.2.7壓濾系統(tǒng)該系統(tǒng)的主要設(shè)備為壓濾機(jī)和傳送帶。沉淀儲(chǔ)罐中處理后的污泥由泥漿泵泵入過濾室。當(dāng)過濾室充滿泥漿時(shí)，在壓力泵的壓力下，水通過過濾板上的排水孔從濾布中過濾出來，并排入清水池。當(dāng)沒有水從排水孔中過濾出來時(shí)，關(guān)閉加壓泵，排出加壓水，釋放氣缸壓力，然后將固化污泥排出并儲(chǔ)存在預(yù)定位置。此時(shí)，固化污泥的含水量約為41%。

5.2.8固體(泥餅)運(yùn)輸經(jīng)污泥處理 后，污 泥 餅 含 水 率 小 于41%，無 二次污染。泥餅的承載力、滲透性和pH值與普通土相當(dāng)，可作為路堤加固和地基工程的回填材料，也可作為農(nóng)業(yè)、園林綠化和土地改良的土料。

5.2.9余水處理裝置殘留水主要由有機(jī)物和懸浮固體組成。為防止余水中有機(jī)物和懸浮物的污染，設(shè)置了余 水 處 理 裝 置，余水采用沉淀池處理。處理后，剩余的水可以排入水體。同時(shí)，剩余的水可用于溶解藥物。

6工程施工應(yīng)用案例

6.1清淤疏浚設(shè)備配置南淝河截 污 及 水 質(zhì) 改 善(清 淤)工 程、南 京 市秦淮河清淤工程、東引運(yùn)河下游石鼓水閘至虎門水閘段河道清淤清 障 應(yīng) 急 工 程、茂 名 市 電 白 區(qū)2018年 省中小河流治理工程、武漢東湖水環(huán)境改善工程等項(xiàng)目施工中，河道 泥 沙 疏 浚 采 用485kW柴油發(fā)電機(jī)絞吸式挖泥船，并采用污泥輸送管 道。固化場設(shè)置錨船、光柵機(jī)、過濾面積800m2的板式框式壓濾機(jī)，并設(shè)置空壓機(jī)、料罐等配套設(shè)施。

6.2設(shè)備處理能力上述項(xiàng)目 中 絞 吸 式 挖 泥 船 理 論 排 泥 漿 量 為2400～3100m3/h，轉(zhuǎn)換為水下自然方的挖掘能力為500～800m3/h;一般而言，1m3沉積物會(huì)脫水固化成0.5m3的泥餅?zāi)嗤?，?m3的沉積物，產(chǎn)生1m3的泥土。

6.3應(yīng)用效果污泥如何處置是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。疏浚淤泥資源化利用是通過對淤泥的無害化處理、固化和減容化處置等解決河流湖泊被污染問題，特別是在大 中 型 城 市，可以解決廢棄淤泥的處置和淤泥造成的環(huán)境污染問題。污泥的合理處 置 關(guān) 系 到 環(huán) 境、生 態(tài)、節(jié) 能 減 排，特別是大中城市河湖污泥的有效處置，直接影響到城市水環(huán)境、水生態(tài)、城市人居環(huán)境和城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

7結(jié)語南淝河截 污 及 水 質(zhì) 改 善(清 淤)工 程、南 京 市秦淮河清淤工程、東引運(yùn)河下游石鼓水閘至虎門水閘段河道清淤清 障 應(yīng) 急 工 程、茂 名 市 電 白 區(qū)2018年 省中小河流治理工程、武漢東湖水環(huán)境改善工程施工均采用了城市河湖生態(tài)疏浚底泥固化聯(lián)合式施工方法，施工效果良好，有效治理和處置了城市河湖淤泥，改善了水資源和水環(huán)境質(zhì)量。為城市河湖生態(tài)疏浚提供了可借鑒經(jīng)驗(yàn)。

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