河湖疏浚底泥無(wú)害化處理和資源化利用研究進(jìn)展

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(長(zhǎng)江科學(xué)院 a.流域水環(huán)境研究所；b.流域水資源與生態(tài)環(huán)境科學(xué)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430010)

1 研究背景

我國(guó)河湖眾多，在許多經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口密集地區(qū)，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等人類活動(dòng)導(dǎo)致河湖受到不同程度的污染，大量污染物在底泥中富集造成底泥的嚴(yán)重污染。當(dāng)外界環(huán)境變化時(shí)，底泥中蓄積的污染物會(huì)重新釋放至水環(huán)境，成為長(zhǎng)久性污染源。疏浚法是目前國(guó)內(nèi)外治理污染河湖的主要措施[1]，也是發(fā)達(dá)國(guó)家修復(fù)持久性有毒物污染底泥的重要手段。疏浚法通過機(jī)械作用將污染底泥疏浚到地面，再進(jìn)行后續(xù)處理。環(huán)保疏浚旨在清除河湖水體中的受污染底泥，控制底泥內(nèi)源污染[2]，其顯著特點(diǎn)是薄層精確局部疏浚和嚴(yán)格的環(huán)保工藝，并在疏浚過程中防止二次污染。一般認(rèn)為，當(dāng)?shù)啄嘀形廴疚餄舛雀叱霰镜字?～3倍，即需要考慮環(huán)保疏浚。我國(guó)多個(gè)河湖治理工程均采用了該方法[3]。

疏浚法效果明顯，但疏浚后的底泥含水率高，且往往含有大量有毒重金屬和有機(jī)污染物，若不經(jīng)處理而在環(huán)境中堆棄，易對(duì)環(huán)境造成污染，也會(huì)影響底泥的資源化利用。疏浚底泥性質(zhì)與土壤接近，且有機(jī)質(zhì)、氮、磷等養(yǎng)分豐富，具有很高的利用價(jià)值。將疏浚底泥無(wú)害化處理后進(jìn)行資源化利用，既可保護(hù)環(huán)境，又可節(jié)約資源，這種底泥治理方式是當(dāng)今河湖水環(huán)境治理研究的熱點(diǎn)[4]。目前，我國(guó)疏浚底泥的綜合利用剛剛起步，主要采用的還是填埋、堆肥等方法，隨著生態(tài)文明建設(shè)目標(biāo)的提出和相關(guān)法律的完善，將疏浚底泥進(jìn)行無(wú)害化處理和資源化利用是今后必然的選擇。針對(duì)疏浚底泥，需采用合適的處理技術(shù)，使其變廢為寶，既產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，又能使環(huán)保疏浚走向可持續(xù)發(fā)展的道路。

本文將在系統(tǒng)總結(jié)國(guó)內(nèi)外底泥疏浚相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)我國(guó)河湖底泥污染進(jìn)行分類，分析底泥各項(xiàng)脫水減量化、無(wú)害化處理、資源化利用和余水處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，以及各項(xiàng)技術(shù)對(duì)各種污染類型底泥的適用性，總結(jié)不同類型污染底泥的處理處置途徑，并提出河湖疏浚底泥治理的研究展望及建議。

2 河湖底泥污染類型及污染的地域性

河湖底泥由于受納污染物種類的不同，污染類型大致可分為氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽污染、重金屬污染、有機(jī)物污染以及復(fù)合污染幾種。底泥污染來源主要有工業(yè)污染源和農(nóng)業(yè)污染源2大類。此外，湖面旅游業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖等也是造成底泥污染的來源之一。在工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，河湖底泥中重金屬和有機(jī)污染物超標(biāo)現(xiàn)象較為普遍；農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)和生活污水集中排放區(qū)底泥中主要污染物為營(yíng)養(yǎng)鹽；而在工業(yè)廢水排污口和農(nóng)業(yè)徑流排放同時(shí)存在的區(qū)域，底泥污染類型往往呈現(xiàn)為氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽、重金屬和有機(jī)污染物的復(fù)合污染。如太湖表層底泥中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、重金屬和有機(jī)污染物含量均較高[2]；滇池草海由于緊靠昆明城區(qū)，每天接納大量的工業(yè)廢水和生活污水，其底泥中除富含氮磷污染物外，還含有高濃度的重金屬[5]；云南的洱海、星云湖等湖泊由于附近主要為農(nóng)業(yè)區(qū)和生活區(qū)，底泥污染表現(xiàn)為單一營(yíng)養(yǎng)鹽污染類型[5]。

河湖底泥污染主要發(fā)生在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口稠密、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)頻繁的地區(qū)，底泥污染的主要來源是外部污染源的大量入湖。在我國(guó)對(duì)污染河湖進(jìn)行底泥疏浚的地區(qū)多集中于南方地區(qū)，如云南省(滇池[5]、洱海[5])、江蘇省(太湖[6]、玄武湖[7])、浙江省(西湖[8])等。北方地區(qū)報(bào)道較少，已有報(bào)道的地區(qū)有北京市(官?gòu)d水庫(kù)[9])、天津市(大沽河[10])等。

3 疏浚底泥處理處置技術(shù)

3.1 底泥脫水減量化技術(shù)

底泥含水率是限制其后續(xù)處理效率的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的填埋、堆肥等底泥處理技術(shù)都不宜選用含水率>80%的底泥，為滿足后續(xù)處置工藝需要，底泥含水率通常需降至60%以下。目前國(guó)內(nèi)對(duì)疏浚底泥一般通過排泥場(chǎng)自然堆存的方式進(jìn)行脫水，該法需長(zhǎng)時(shí)間占用大量土地，且降雨及地表沖刷會(huì)導(dǎo)致底泥中的污染物隨徑流下滲或側(cè)滲，對(duì)水環(huán)境造成二次污染。隨著城市用地日趨緊張，自然堆存方式已不適用于疏浚底泥的處理。除自然堆存方式外，底泥的脫水減量化技術(shù)包括機(jī)械脫水、化學(xué)絮凝脫水和電滲脫水等。表1總結(jié)了上述幾種底泥脫水技術(shù)的原理、優(yōu)缺點(diǎn)、應(yīng)用范圍及經(jīng)濟(jì)成本。

表1 底泥脫水技術(shù)比較

機(jī)械脫水(Mechanical dehydration)是常用的底泥脫水技術(shù)，其脫水效率較高[14]。大量研究發(fā)現(xiàn)，淤泥脫水的程度由淤泥中水的分布特征決定。對(duì)淤泥中水的形態(tài)和分布國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了較多研究工作[15]，淤泥中的水通常可分為自由水、間隙水、表面吸附水、化學(xué)結(jié)合水等[16]。近年研究者們將水簡(jiǎn)單地分為自由水和束縛水。自由水可以被機(jī)械力去除；而非自由水即束縛水由于與底泥固體有較強(qiáng)的結(jié)合力而不能被常規(guī)機(jī)械力分離[17]，因此機(jī)械脫水僅能將含水率降至80%左右[18]，無(wú)法進(jìn)一步降低底泥含水率。機(jī)械脫水通常需與藥劑絮凝脫水結(jié)合使用。

化學(xué)絮凝(Chemical flocculation)脫水技術(shù)通過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[19]，使泥漿混合體系中某些固相聚在一起形成絮團(tuán)，進(jìn)行“脫穩(wěn)”，實(shí)現(xiàn)泥水分離[20]。污泥脫水絮凝劑包括無(wú)機(jī)和有機(jī)2大類。無(wú)機(jī)絮凝劑包括鐵鹽和鋁鹽等；有機(jī)絮凝劑主要有聚丙烯酰胺(PAM)等高分子物質(zhì)[21]?；羰亓恋萚22]研究發(fā)現(xiàn)，采用復(fù)配絮凝劑比單一絮凝劑對(duì)疏浚底泥的脫水效果好?；瘜W(xué)絮凝劑脫水由于底泥沉淀速度過于緩慢，通常需與機(jī)械脫水、固化劑固化結(jié)合使用。楊國(guó)錄等[23-24]研究了絮凝劑和固化劑組合使用對(duì)污泥脫水的效果，開發(fā)了泥水分離和淤泥固化處理成套技術(shù)，并在一些實(shí)際工程中得到應(yīng)用，在淤泥脫水減量化方面取得了較好的效果。但其未解決底泥無(wú)害化問題，淤泥中含有的重金屬和有毒有機(jī)污染物依然存在。當(dāng)外界環(huán)境變化時(shí)，污染物仍可能釋放并造成污染。

電滲脫水(Electroosmosis dewatering)通過外加直流電場(chǎng)對(duì)底泥等介質(zhì)進(jìn)行脫水。由于電滲發(fā)生在底泥顆粒間的毛細(xì)孔道內(nèi)，故可以去除底泥中的毛細(xì)水與吸附水等化學(xué)結(jié)合的束縛水，使污泥的含水率降到50%以下，這是其他脫水法難以達(dá)到的[25-26]。環(huán)保疏浚泥漿通常是滲透系數(shù)<1.0×10-4cm/s的黏性土[27]，脫水難度大。而電滲脫水法對(duì)低滲透性土壤尤其有效[28-29]，因此十分適用于疏浚底泥的處理。將電動(dòng)力學(xué)技術(shù)用于污泥脫水方面國(guó)內(nèi)外已有很多研究[30]，從河湖底泥、市政污泥到淤泥軟基均有研究和應(yīng)用報(bào)道[17]。英國(guó)Lamont-Black[31]等對(duì)傳統(tǒng)帶式壓濾機(jī)進(jìn)行改造，設(shè)計(jì)包含了電動(dòng)力學(xué)功能單元，發(fā)現(xiàn)改造后的脫水裝置能將污泥含水率從81%降低到70%以下。陳雄峰等[13]開展了電滲法對(duì)太湖環(huán)保疏浚底泥的脫水試驗(yàn)研究，將疏浚底泥含水率從38.7%降至32.8%，使底泥成形且具有一定的抗剪切強(qiáng)度。

電滲脫水具有設(shè)備簡(jiǎn)單、占地面積小、脫水效率高等優(yōu)勢(shì)，且能夠去除常規(guī)方法無(wú)法脫除的毛細(xì)水與吸附水，具有其它脫水技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于含重金屬的污泥，電場(chǎng)作用下還可產(chǎn)生電遷移作用，使底泥中帶電的重金屬離子通過遷移得到去除，降低污泥后處理帶來的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。相比于其它底泥脫水技術(shù)，電動(dòng)力學(xué)技術(shù)高效實(shí)用，脫水效率高，是一項(xiàng)非常有應(yīng)用前景的底泥脫水技術(shù)。

3.2 底泥無(wú)害化處理技術(shù)

疏浚底泥中含有的有毒重金屬和有機(jī)污染物易對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重影響[32]。因此，對(duì)于疏浚底泥還需進(jìn)行無(wú)害化處理，處理技術(shù)包括固定化法、熱干化法與焚燒、堆肥、生物法和電動(dòng)力學(xué)法等。表2總結(jié)了上述幾種底泥無(wú)害化處理技術(shù)的原理、適用對(duì)象、優(yōu)缺點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)成本。

表2 底泥無(wú)害化處理技術(shù)比較

固定化(Immobilization)技術(shù)通過外加藥劑，如水泥、磷酸鹽、生石灰、粉煤灰等，同污染物發(fā)生反應(yīng)生成難溶物質(zhì)，達(dá)到固定化污染物的目的[36]。該技術(shù)常用于重金屬污染底泥的治理，其通常不會(huì)破壞底泥中的污染物，而是使污染物不具有移動(dòng)性或危害性。劉漢橋等探索了利用垃圾焚燒飛灰代替水泥進(jìn)行污染底泥固化的可行性，采用20%的垃圾焚燒飛灰替代10%的水泥對(duì)底泥中的重金屬進(jìn)行固定化，處理后底泥中重金屬浸出濃度低于毒性標(biāo)準(zhǔn)[36]，在一定程度上可實(shí)現(xiàn)以廢治廢。該技術(shù)的不足在于當(dāng)外界環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，污染物仍有釋放出來并造成環(huán)境污染的可能。

底泥的熱處理技術(shù)包括熱干化(Heat drying)與焚燒(Incineration)等技術(shù)[37]。熱干化法是通過直接或間接加熱方式，對(duì)底泥進(jìn)行低溫?zé)崽幚?，讓脫水底泥中殘留的水分通過蒸發(fā)進(jìn)一步減少的處理工藝[38]。為了使底泥含水率降到50%以下，熱干化通常使用煙氣、熱電廠廢氣、熱油等作為熱媒，可進(jìn)一步減少底泥體積和重量、去除有機(jī)物和病原菌。經(jīng)過熱干化處理的底泥可用作土壤改良劑等[39]。焚燒法將底泥作為固體燃料投入焚化爐中燃燒，可快速并最大程度實(shí)現(xiàn)底泥的減量化和無(wú)害化，焚燒產(chǎn)生的灰粉可用作生產(chǎn)水泥、磚、陶粒等的原料。焚燒法由于一次性投資大、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高，發(fā)展受到了一定的制約。

堆肥(Compost)法是將污染底泥進(jìn)行堆肥處理，利用底泥中含有的有機(jī)質(zhì)、動(dòng)植物遺體和微生物，加上泥土和礦物質(zhì)混合堆積，在高溫多濕條件下，底泥經(jīng)過發(fā)酵腐熟、微生物分解而制成有機(jī)肥料，達(dá)到對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行處理的目的[37]，同時(shí)殺死有害微生物[40]。季俊杰等[41]采用靜態(tài)強(qiáng)制通氣堆對(duì)氧化塘底泥進(jìn)行堆肥處理，7周后底泥中總氮下降、總磷顯著上升，重金屬含量略有上升。堆肥法不破壞原有生態(tài)環(huán)境，對(duì)有機(jī)污染物降解效率高[42]，但需占用大量場(chǎng)地和時(shí)間，且對(duì)重金屬治理效果不佳。

生物修復(fù)(Bioremediation)法利用特定生物體(包括微生物和植物)吸收、轉(zhuǎn)化、清除或降解環(huán)境污染物，使受污染環(huán)境得到恢復(fù)[43]。微生物修復(fù)技術(shù)多用于黑臭底泥的治理[43-44]，通過向底泥中投加微生物菌種或促生劑，對(duì)污染物進(jìn)行降解或轉(zhuǎn)化。微生物修復(fù)具有成本低的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)在于底泥污染成分復(fù)雜，需篩選出對(duì)特定污染物有效的多種微生物。植物修復(fù)需培育耐污能力強(qiáng)的植物，植物生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，而河湖疏浚底泥的量通常較大，修復(fù)往往受時(shí)間和場(chǎng)地限制。生物法對(duì)大部分有機(jī)污染物都有效[45]，但微生物和植物根系同污染物的充分接觸較為困難，同時(shí)修復(fù)效果受污染物濃度、營(yíng)養(yǎng)鹽、溫度等因子的影響。

電動(dòng)力學(xué)技術(shù)(Electrokinetics)是針對(duì)受污染土壤/底泥和地下水的一種綠色修復(fù)技術(shù)，主要用于從低滲透性土壤/底泥中去除重金屬和有機(jī)污染物。其原理是通過向污染底泥施加直流電場(chǎng)，使水分和污染物在電場(chǎng)作用下發(fā)生遷移而達(dá)到去除的目的。電場(chǎng)作用下的遷移主要通過電遷移和電滲析作用進(jìn)行[46-47]。電遷移作用是指底泥空隙水中帶電離子在電場(chǎng)作用下的遷移過程；電滲析是底泥孔隙水本身的運(yùn)動(dòng)過程。國(guó)外研究者將疏浚出來的海港沉積物進(jìn)行收集，采用電動(dòng)力學(xué)技術(shù)對(duì)沉積物中的重金屬進(jìn)行處理，Cd，Zn，Pb，Cu的去除率分別可達(dá)到94%，91%，75%，73%[48-49]。林丹妮等[50]研究了重金屬污染河涌底泥的電動(dòng)修復(fù)效果，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)修復(fù)對(duì)各種形態(tài)的重金屬都有去除，對(duì)弱酸態(tài)的去除最明顯。電動(dòng)力學(xué)技術(shù)對(duì)有機(jī)污染物也可通過電滲析作用進(jìn)行去除，解清杰[51]等采用電動(dòng)力學(xué)技術(shù)修復(fù)六氯苯污染底泥，六氯苯經(jīng)6 h的處理去除率可達(dá)58.8%。電動(dòng)力學(xué)技術(shù)還可用于重金屬和有機(jī)污染物的同時(shí)去除，T P LI等[47]開展了電動(dòng)力學(xué)去除沉積物中六氯苯和Zn的中試研究，觀察到二者在電場(chǎng)作用下均發(fā)生了明顯的遷移。

電動(dòng)力學(xué)技術(shù)既可用于底泥的脫水處理，也可用于底泥中重金屬和有機(jī)污染物的去除。以往關(guān)于電動(dòng)力學(xué)技術(shù)用于底泥脫水和污染物的去除是分別進(jìn)行研究的。P A TUAN等[52]觀察到在進(jìn)行污泥的電動(dòng)脫水處理中，污泥中部分重金屬離子(如Cr6+，Zn2+)隨脫水過程發(fā)生了遷移。若能采用合適的調(diào)控手段，將電滲脫水與電遷移去除重金屬技術(shù)相結(jié)合，使底泥在脫水過程中同步實(shí)現(xiàn)重金屬的去除，將大大減少底泥處理成本、縮減工藝流程。

通過比較底泥的各種無(wú)害化技術(shù)可知，固定化技術(shù)存在底泥中重金屬再次溶出的可能性；熱干化和焚燒法對(duì)底泥性質(zhì)破壞較大，投資成本高；堆肥和生物修復(fù)法耗時(shí)長(zhǎng)。相比于其它技術(shù)，電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)對(duì)重金屬和有機(jī)污染物都有效果，且污染物能從底泥中移除，符合底泥資源化利用的要求，同時(shí)，底泥的電動(dòng)力學(xué)同步脫水/去除污染物技術(shù)，也是一項(xiàng)值得探索和研究的新方法。

3.3 疏浚底泥的資源化利用途徑

疏浚底泥是一種很有利用價(jià)值的潛在資源，底泥資源化利用已成為一種必然的趨勢(shì)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，河湖疏浚工程越來越多，如何將經(jīng)過減量化和無(wú)害化處理后的底泥進(jìn)行資源化利用，使其走上可持續(xù)發(fā)展的道路，是目前研究的熱點(diǎn)?，F(xiàn)階段底泥的資源化利用途徑主要有土地利用和建筑利用2種。

3.3.1 土地利用

土地利用是把疏浚底泥應(yīng)用于農(nóng)田、林地、園林綠化及嚴(yán)重?cái)_動(dòng)的土地修復(fù)與重建等。底泥土地利用投資少、能耗低，其中有機(jī)部分可轉(zhuǎn)化成土壤改良劑成分，被認(rèn)為是最有發(fā)展?jié)摿Φ奶幹梅绞健?/p>

(1) 農(nóng)田利用。富營(yíng)養(yǎng)化的底泥中含有大量有機(jī)質(zhì)和植物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)成分，是很有價(jià)值的生物資源。經(jīng)過減量化和無(wú)害化處理后的底泥，可進(jìn)行農(nóng)田利用，蘇德純等[9]將官?gòu)d水庫(kù)疏浚底泥進(jìn)行預(yù)處理后用作植物生長(zhǎng)介質(zhì)，發(fā)現(xiàn)植物在底泥上生長(zhǎng)良好。

(2) 林地利用。底泥用于造林不會(huì)威脅人類食物鏈，林地處理場(chǎng)所又遠(yuǎn)離人口密集區(qū)，所以較為安全，另外林地、荒山往往比農(nóng)田更缺乏養(yǎng)料，可使過量的氮、磷養(yǎng)料得以充分利用，養(yǎng)分流失而污染水體的可能性大大減小。

(3) 園林綠化。疏浚底泥用于園林綠化可以促進(jìn)樹木、花卉、草坪的生長(zhǎng)，提高其觀賞品質(zhì)，并且由于園林綠化植物一般不會(huì)進(jìn)入食物鏈，因此不易造成食物鏈污染的危害。

(4) 修復(fù)嚴(yán)重?cái)_動(dòng)的土地。嚴(yán)重?cái)_動(dòng)的土地一般已失去土壤的優(yōu)良特性，無(wú)法直接植樹種草，施入疏浚底泥可以增加土壤養(yǎng)分，改良土壤特性，促進(jìn)地表植物的生長(zhǎng)。

3.3.2 建筑和填方材料利用

(1) 建筑材料利用。底泥具有顆粒細(xì)、可塑性高、結(jié)合力強(qiáng)、收縮率大等特點(diǎn)，所生產(chǎn)的磚瓦質(zhì)量高，可替代黏土用于制造建筑材料[53]，減少對(duì)土地資源的破壞。另外，建筑材料需求量大，可消納大量疏浚污泥，是底泥資源化利用的較好選擇，在我國(guó)有著廣闊的發(fā)展前景。目前市場(chǎng)上有用底泥混合煤粒及一些其他成分制磚、瓷磚、水泥熟料。

(2) 填方材料利用。經(jīng)過預(yù)處理后的底泥，通過改良使其滿足工程要求，可進(jìn)行回填施工，作為填方材料進(jìn)行使用。經(jīng)過脫水減量化、熱干化和焚燒、固定化處理后的底泥，比較適合用作填方材料，可用于道路路基、填方工程、筑造江湖堤防和海堤工程、低洼地區(qū)回填等工程中。

由于疏浚底泥性質(zhì)與土壤較為接近，且湖泊底泥有機(jī)質(zhì)、氮、磷等養(yǎng)分含量豐富，同時(shí)重金屬等有毒有害物質(zhì)含量又比污水污泥低。因此，對(duì)于滿足《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB4284—84)的底泥，優(yōu)先考慮直接進(jìn)行土地利用。對(duì)于經(jīng)過焚燒等方法處理的底泥，可以用作建筑材料和填方材料。而對(duì)于無(wú)法資源化利用的底泥，只能進(jìn)行衛(wèi)生填埋等其它處理。

3.4 底泥余水處理技術(shù)

環(huán)保疏浚過程中, 污染底泥被泥泵葉輪打成泥漿輸送到底泥基底修復(fù)區(qū), 經(jīng)自然沉淀后多余的水從基底修復(fù)區(qū)溢流排放, 被稱為余水。余水中含有大量的氮磷、重金屬和有機(jī)物等污染物，且污染物大多附著在細(xì)顆粒上，細(xì)顆粒比重小，易懸浮在余水中，很難沉降。因此，須采取一定的工程措施，加速余水中懸浮物的沉淀，使余水水質(zhì)達(dá)標(biāo)并回排。

圖1 不同類型污染底泥的無(wú)害化處理和資源化利用途徑

化學(xué)絮凝(Chemical flocculation)是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的疏浚底泥余水處理技術(shù)，通過絮凝劑的作用，使余水中的顆粒聚集并脫穩(wěn)，實(shí)現(xiàn)余水凈化的目的。除化學(xué)絮凝法外，余水處理其它技術(shù)還包括水生植物過濾帶、間歇吹填與多級(jí)溢流等[54]。水生植物過濾帶是在溢流堰外設(shè)立格網(wǎng)或柵欄，中間投放水葫蘆之類的水生植物形成過濾帶，或利用自然生長(zhǎng)的蘆葦?shù)戎参镒鳛檫^濾帶，利用植物根、莖、葉促進(jìn)底泥沉淀，使余水達(dá)標(biāo)排放。吹填法是在余水排放超標(biāo)時(shí)，采用多級(jí)溢流和吹吹停停的間歇吹填法，使泥漿在基底修復(fù)區(qū)內(nèi)有較長(zhǎng)的沉淀時(shí)間，提高余水排放水質(zhì)。多級(jí)溢流是利用基底修復(fù)區(qū)的魚塘等天然庫(kù)塘，在相鄰魚塘間開口使得魚塘串聯(lián)，每個(gè)魚塘相當(dāng)于一個(gè)溢流堰，增加泥漿沉淀時(shí)間，提高出水水質(zhì)。

3.5 不同類型污染底泥的無(wú)害化處理和資源化利用途徑

對(duì)河湖疏浚底泥進(jìn)行資源化利用是今后底泥處置的必然途徑。對(duì)于疏浚底泥的處置，脫水減量化是前提，無(wú)害化處理是核心，資源化利用是最終目標(biāo)。在對(duì)各種處理技術(shù)進(jìn)行綜述的基礎(chǔ)上，本文提出了不同類型污染底泥無(wú)害化處理和資源化利用的建議途徑(見圖1)。

對(duì)于氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽污染底泥，土地利用是底泥資源化的最佳方式，僅需對(duì)底泥進(jìn)行減量化，同時(shí)使底泥滿足相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求(如綠化用泥質(zhì)、有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)等)，以及衛(wèi)生學(xué)方面的指標(biāo)(如大腸菌群值等)，即可進(jìn)行土地利用(利用途徑如圖1(a)所示)。對(duì)于重金屬污染底泥，使重金屬污染不超標(biāo)是首要解決的任務(wù)。固定化技術(shù)處理后的底泥由于存在重金屬再次溶出的可能，底泥適宜進(jìn)行林地和園林綠化利用，不宜用于農(nóng)田中，以避開對(duì)食物鏈的干擾。焚燒處理后的底泥用于建筑和填方材料，可以避免重金屬的二次污染。電動(dòng)力學(xué)技術(shù)既可將底泥水分降至40%以下，又可以將重金屬?gòu)牡啄嘀幸瞥?，且?duì)底泥性質(zhì)無(wú)破壞，非常適用于重金屬污染底泥的處理(利用途徑如圖1(b)所示)。對(duì)于有機(jī)污染底泥，需使有害的有機(jī)污染物得到消化降解后，方能進(jìn)行土地利用，或通過焚燒法將有機(jī)物全部消除，將灰渣用于路基材料或制作建材的骨料(利用途徑如圖1(c)所示)。

4 河湖疏浚底泥治理研究展望及建議

我國(guó)河流湖泊眾多，且都受到不同程度的污染，環(huán)保疏浚是污染河湖治理的重要方式之一。疏浚底泥是一種很有利用價(jià)值的潛在資源，對(duì)疏浚底泥進(jìn)行處理，并最終進(jìn)行資源化利用，是今后疏浚底泥治理的主流方向。本文在對(duì)我國(guó)河湖污染底泥進(jìn)行分類的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)綜述了底泥減量化、無(wú)害化處理和資源化利用的各項(xiàng)技術(shù)，并總結(jié)了不同類型污染底泥的處理處置途徑。關(guān)于河湖疏浚底泥的治理，筆者還有如下展望和建議：

(1) 解決疏浚底泥大面積占地的問題。河湖疏浚底泥泥量大，必須先進(jìn)行快速的處置，再進(jìn)行資源化利用?，F(xiàn)有的排泥場(chǎng)自然堆存方式需長(zhǎng)時(shí)間占用大量土地。現(xiàn)階段城市里可用于大面積堆泥的場(chǎng)地越來越少。未來需要開發(fā)能與輸泥過程相結(jié)合的底泥脫水技術(shù)，盡量減少淤泥占地的現(xiàn)象?？煽紤]將淤泥處理設(shè)施與清淤設(shè)施直接對(duì)接，將脫水技術(shù)與疏浚底泥的輸泥過程相結(jié)合，盡量在輸泥過程中實(shí)現(xiàn)底泥的脫水減量化處理。

(2) 開發(fā)可同步實(shí)現(xiàn)底泥脫水減量化和無(wú)害化處理的技術(shù)。底泥中往往含有大量有毒重金屬和有機(jī)污染物，對(duì)脫水后的底泥還需進(jìn)行無(wú)害化處理。電動(dòng)力學(xué)技術(shù)已被證明對(duì)底泥脫水和無(wú)害化處理都有較好的效果。該技術(shù)具有快速脫水能力，但目前應(yīng)用的不足在于能耗較高。若能夠通過電動(dòng)力學(xué)設(shè)備和工藝參數(shù)的調(diào)控，在底泥電滲脫水的同時(shí)實(shí)現(xiàn)污染物的遷移去除，采用一項(xiàng)技術(shù)同時(shí)實(shí)現(xiàn)疏浚底泥的脫水減量化和無(wú)害化處理，將可大大減少疏浚底泥的處理程序和處理成本。

(3) 土地利用是疏浚底泥資源化利用的重要途徑。疏浚底泥性質(zhì)與土壤接近，且營(yíng)養(yǎng)豐富，土地利用是最能夠體現(xiàn)底泥價(jià)值的資源化利用途徑。將底泥用作園林培植土、有機(jī)肥還可通過銷售產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。綜合考慮，土地利用是疏浚底泥資源化利用的最佳方式，也是未來資源化利用發(fā)展的主流方向。

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