淤泥固化技術(shù)在河道清淤疏浚工程中的應(yīng)用

廖智磊

(東莞市運(yùn)河治理中心，廣東 東莞 523001)

1 河道概況

本項(xiàng)目治理河道為東引運(yùn)河橋頭至企石水閘段，河道長(zhǎng)度 12 512 m。此次工程任務(wù)為河道清淤疏浚，切實(shí)增強(qiáng)河道的過(guò)流能力，有效提高兩岸的防洪標(biāo)準(zhǔn)，滿足日常調(diào)污需求，確保東江取水水源安全。經(jīng)綜合分析，本項(xiàng)目樁號(hào)50+477～51+310、61+770～62+989段以及樁號(hào)51+310～61+770段，河底寬度分別按≥15 m、≥20 m 控制，兩側(cè)按1∶3～1∶2邊坡清淤。此次清淤的河道屬于流域排水通道，以生活、生產(chǎn)污水為主，在清淤疏浚時(shí)不能截?cái)嗷蚴歉商?，因此?jīng)綜合考量后決定采用濕式清淤方法，河道清淤長(zhǎng)度 12.36 km，清淤工程量約 39.54 萬(wàn) m3。 此項(xiàng)目清淤工程量大，巨大方量的淤泥處理是一大重難點(diǎn)，也是有效降低環(huán)境二次污染風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵所在[1-2]。

2 淤泥現(xiàn)狀與處理方案選擇

針對(duì)東引運(yùn)河橋頭至企石水閘段清淤疏浚任務(wù)，須基于河道淤泥現(xiàn)狀，合理選擇淤泥處理方案，具體分析如下[3]。

2.1 河道淤泥現(xiàn)狀

此河道段淤積較為嚴(yán)重，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查顯示河道上游水質(zhì)污染較輕，河水相對(duì)清澈；中下游靠著城鎮(zhèn)排水口、岸邊的河水，整體呈現(xiàn)為灰黑色，且略有腥臭味，水面上漂浮少量的固體廢物垃圾[4]。

根據(jù)鉆探顯示，河道淤泥層厚度約0.40～0.80 m，呈深灰色、灰黑色，多數(shù)為流塑狀，局部含少量粉細(xì)砂呈夾砂淤泥狀，淤泥分布不連續(xù)。經(jīng)綜合評(píng)價(jià)顯示，上下游底泥污染較輕，中游污染嚴(yán)重，清淤疏浚后淤泥內(nèi)有毒有害物質(zhì)極易對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生二次污染。對(duì)此，本次河道清淤疏浚工程中，必須重視淤泥處理工作的開(kāi)展，淤泥本質(zhì)上是工程廢棄物，需遵循“減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化”原則進(jìn)行處理，有效降低其給周邊環(huán)境帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 淤泥處理方案選擇

在清淤疏浚工程中，需結(jié)合河道環(huán)境、淤泥實(shí)際情況選擇相應(yīng)的淤泥處理方法，滿足實(shí)際處理需求的同時(shí)，兼顧成本、環(huán)境等諸多因素，從而獲得最優(yōu)的綜合效益。本項(xiàng)目河道沿岸、周邊區(qū)域無(wú)大面積的空閑土地填埋淤泥的，同時(shí)本工程工期緊、泥量大，短時(shí)間內(nèi)處理難度大。對(duì)此，在選擇淤泥處理方案時(shí)，必須要遵循高效節(jié)能、對(duì)土建設(shè)施要求低、易拆卸搬遷等原則，淤泥處理量高且對(duì)周邊環(huán)境影響小[5]。

結(jié)合河道清淤疏浚實(shí)際情況，本項(xiàng)目決定采用機(jī)械脫水固結(jié)一體化法進(jìn)行淤泥處理，以達(dá)到的淤泥“減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化”的目標(biāo)。通過(guò)機(jī)械脫水固結(jié)一體化法的運(yùn)用，可實(shí)現(xiàn)淤泥快速脫水，將其與清淤疏浚作業(yè)有效耦合，可有效減小淤泥運(yùn)輸、管理費(fèi)用。機(jī)械脫水固結(jié)一體化法，主要可分為帶式機(jī)脫水固結(jié)、高壓壓濾脫水固結(jié)兩種，前者的出泥效率高，占地面積小，同時(shí)設(shè)備拆裝較為便捷；后者的優(yōu)勢(shì)在于出泥含水率相對(duì)較低，可有效實(shí)現(xiàn)淤泥減量化，同時(shí)大大減少了運(yùn)輸費(fèi)。參考類(lèi)似工程，本項(xiàng)目決定采用高壓壓濾脫水固結(jié)一體化工藝，處理后各項(xiàng)指標(biāo)可滿足《東莞市河涌和水庫(kù)淤泥處置技術(shù)規(guī)定(試行)》相關(guān)要求；壓濾處理后淤泥，污染物浸出值較低，滿足地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中Ⅴ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；脫水產(chǎn)生濾出液，滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)Ⅴ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)，可作為農(nóng)業(yè)用水、一般景觀用水。

綜上所述，為了滿足處理后淤泥可以資源化利用，同時(shí)考慮工程占地、工期及對(duì)周邊環(huán)境影響等各方面考慮，本工程采用機(jī)械脫水固結(jié)一體化工藝處理河道淤泥。

3 淤泥固化技術(shù)工程中的應(yīng)用

東引運(yùn)河橋頭至企石水閘段清淤疏浚工程中，經(jīng)綜合分析后淤泥處理決定采用機(jī)械脫水固結(jié)一體化法，具體應(yīng)用要點(diǎn)如下[6-7]。

3.1 施工總布置

本工程河道清淤長(zhǎng)度12.51 km，采取的是水下作業(yè)方法，淤泥經(jīng)由全封閉管道運(yùn)輸至淤泥固化處理場(chǎng)，淤泥固化處理設(shè)備與臨時(shí)堆放場(chǎng)占地共計(jì)占地3.58 hm2。

3.2 機(jī)械脫水固結(jié)一體化處理方法

本項(xiàng)目采用機(jī)械脫水固結(jié)一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了清淤+脫水的完整處理，在實(shí)際應(yīng)用中，脫水站和疏浚接駁管連接在一起，將淤泥輸送至脫水站內(nèi)，經(jīng)脫水處理后輸出干泥。脫水站組成包括：砂水分離設(shè)備、垃圾分揀設(shè)備、淤泥脫水設(shè)備、加藥設(shè)備、泥水處理設(shè)備以及干淤泥輸送設(shè)備。絞吸船將淤泥通過(guò)管道運(yùn)輸?shù)街付▋?chǔ)泥池，經(jīng)過(guò)脫水站將砂石、垃圾等分離，脫水后干泥通過(guò)皮帶輸送機(jī)送入運(yùn)泥車(chē)，并送至指定地點(diǎn)展開(kāi)后續(xù)處理。淤泥脫水過(guò)程中分離的水，經(jīng)處理達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)后回收利用[8-10]。

根據(jù)本工程實(shí)際處理情況來(lái)看，絞吸式挖泥船泥漿泵吸入的淤泥含水量高達(dá)93%～98%，將其輸送至進(jìn)水前池進(jìn)行沉淀，分離清水與淤泥，此時(shí)淤泥含水量會(huì)減至90%～95%；經(jīng)由沉淀處理的淤泥由污泥泵提升至污泥濃縮機(jī)，濃縮后淤泥含水率減至85%～90%。上述淤泥經(jīng)由沉淀、濃縮處理后，添加固化劑進(jìn)行改性固化，淤泥自流進(jìn)入改性?xún)?chǔ)泥池中，由污泥泵提升至壓濾機(jī)開(kāi)展脫水工作，完成脫水后淤泥的含水率減至40%。本工程淤泥固化處理后應(yīng)滿足《東莞市河涌和水庫(kù)淤泥處置技術(shù)規(guī)定(試行)》中所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求，詳見(jiàn)表1。

表1 淤泥固化指標(biāo)要求

3.3 固化干泥填埋

結(jié)合工程實(shí)際情況，本次擬選用填埋方式進(jìn)行處理。本項(xiàng)目經(jīng)由測(cè)算顯示，河道清淤共計(jì)達(dá)到了38.12 萬(wàn) m3，通過(guò)固化處理后最終的干泥量 26.68 萬(wàn) m3。

本工程淤泥經(jīng)由固化處理后，干泥填埋場(chǎng)有建設(shè)單位協(xié)調(diào)提供，主要分為以下兩大地塊：地塊一：邵崗頭管理區(qū)東江二、三期抽水站內(nèi)，此地塊的總面積為 46 872 m2，處于太園泵站水源一、二級(jí)保護(hù)區(qū)范圍外，現(xiàn)狀高程為9.3～11.4 m，干泥填埋后將增高至13.5 m，總的填儲(chǔ)容積為13.28萬(wàn)m3；地塊二：橋頭鎮(zhèn)朗廈村虎尾嶺山腳位置，此地塊的總面積為50 000 m2，現(xiàn)狀高程為7.9～10.8 m ，干泥填埋后將增高至 12.5 m，總的填儲(chǔ)容積為14.12 萬(wàn) m3。淤泥處理廠及填埋場(chǎng)位置如圖1所示。

圖1 淤泥處理廠及填埋場(chǎng)

4 結(jié) 語(yǔ)

淤泥固化技術(shù)已經(jīng)得到了全面運(yùn)用，且逐漸發(fā)展有諸多固化方法，具體需根據(jù)河道情況、施工條件，合理選擇淤泥固化技術(shù)，保證淤泥固化處理后的含水率滿足相關(guān)規(guī)范要求，固化后干泥進(jìn)行填埋處理，有利于節(jié)約土地、減少環(huán)境污染。目前，針對(duì)這些淤泥固化土我國(guó)還需進(jìn)一步研究相關(guān)資源化利用技術(shù)，如：農(nóng)作物種植、建筑材料等，切實(shí)提高工程環(huán)保性。