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 長沙市 410000）

文章簡述了環(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。對我國河湖、水庫底泥清淤有一定的借鑒和參考價值。

環(huán)保疏浚工程 污泥處理 處置 再生應(yīng)用

前言

我國是一個發(fā)展中國家,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)境污染問題日益嚴重，國家對環(huán)境保護日趨重視,在水利疏浚工程建設(shè)中環(huán)保疏浚應(yīng)運而生。環(huán)保疏浚主要是針對江河湖泊、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)恰當處理進入環(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，因此必須對疏浚后的污泥進行恰當?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)境及工程施工對污泥處理的要求等不同，對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，必須進行遠排距輸送至符合處理條件的位置。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)有的挖泥船和氣動清淤船泵體型號進行了接力泵站的配套。針對輸送距離的長度可采用將一個或多個泵站串聯(lián)在排泥管中同時工作的接力施工，達到遠程環(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，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)場的場地條件、操作人員的技術(shù)水平、通訊聯(lián)系條件、經(jīng)濟性等多方面進行考慮、綜合選擇。

1.1.2 機械設(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)工作時泵排泥壓力相等，流量為各泵之和；串聯(lián)工作時各泵流量相等，總揚程為各泵之和。串聯(lián)時各泵型號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

因施工場地限制及環(huán)境保護的要求，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)恰當處理與處置進入環(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，必須對污泥進行處理與處置。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，采用能夠達到長期穩(wěn)定并對生態(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目的施工，施工中通過運用脫水固化一體化處理工藝，均較好地完成了各個施工項目，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，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)進行脫水固結(jié)， 分離的尾水懸浮物指標SS≤70 mg/L，見圖9。

（6） 產(chǎn)生泥餅的及時含水率在40%以下，遇水不泥化，強度不降低，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 有機物含量的某湖泊底泥

圖12 經(jīng)脫水固化后即時形成的含水率小于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

（1）該系統(tǒng)能對接疏浚挖泥設(shè)備，實現(xiàn)產(chǎn)能匹配，即時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，可實現(xiàn)流水作業(yè)；

圖13 高含水泥漿脫水時排出的水清澈透明

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

（5）脫水泥餅經(jīng)過機械擠壓，脫水泥餅含水率40%以下，含水低、強度高，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、外運土方和堆場占地，大幅降低處理后淤泥的運輸成本和占地費用；

（7）施工用地少，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，工期有保障；

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

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河道泥漿進行減量化、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)限強度可達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。通過機壓成型，進行蒸汽或自然養(yǎng)護制成標準承重磚，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

我國首例大型湖泊環(huán)保疏浚工程是1998～1999年實施的云南滇池草海污染底泥疏挖及處置工程（一期），為我國湖泊環(huán)保疏浚起到了示范作用 ,并取得了寶貴的經(jīng)驗和數(shù)據(jù) 。廣西南寧于 2000年對南湖實施了底泥疏浚工程,并對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、安徽巢湖也相繼進行了污染底泥的清淤疏浚工程還有一些環(huán)保疏浚項目正在實施,環(huán)保疏浚技術(shù)已經(jīng)在我國得到應(yīng)用,并取得了一些成果。

目前，國內(nèi)河湖、水庫水污染現(xiàn)象比較普遍，群眾對水環(huán)境治理的要求日益迫切，隨著人們環(huán)保意識的增強，國家一系列環(huán)保政策與法規(guī)相續(xù)出臺，環(huán)保疏浚技術(shù)的相關(guān)研究早已被列入了國家水體污染控制與治理科技重大專項，對江河湖庫治理中環(huán)保標準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)對我國疏浚行業(yè)來說,正面臨著新的挑戰(zhàn)和機遇。加快研究與開發(fā)出技術(shù)上自主創(chuàng)新、應(yīng)用上經(jīng)濟有效、適合我國國情的環(huán)保疏浚污泥處理技術(shù)及設(shè)備是國內(nèi)各有關(guān)行業(yè)的當務(wù)之急，開展交叉學(xué)科的交流,加強疏浚界、環(huán)保界、造船界各研發(fā)機構(gòu)及企業(yè)之間的交流與合作，優(yōu)勢互補，積極推廣研究新成果、新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝,力爭在該領(lǐng)域盡快趕上世界先進水平。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)專科，工程師，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。