河湖淤泥特性及处置方式_叶杨龙.pdf

化学工程与装备 2022 年 第 12 期 330 Chemical Engineering&Equipment 2022 年 12 月 河湖淤泥特性及处置方式河湖淤泥特性及处置方式 叶杨龙1，陶小明2，葛 翔2（1武汉鑫测检测技术有限公司，湖北 武汉 430050；2湖北楚春归环保科技工程有限公司，湖北 武汉 430200）摘摘 要要：我国河湖污染日益严重，各污染物沉积于淤泥中又反向释放进入水体，形成淤泥、水体相互污染的恶性循环，对水生生态环境、人居环境都有不同程度的影响。河湖清淤，能很好的解决河湖内源污染问题，对水体环境整治具有重大意义。清出的淤泥需根据不同特性，采用堆场法、海洋倾倒法、化学消解法、热处理法等进行处置。同时河湖淤泥长效处置，还需辅以政策、法律、检测、监管等手段进行约束。关键词关键词：淤泥；特性；处置方法；辅助措施 1 1 河湖淤泥处置的必要性河湖淤泥处置的必要性 随着社会经济的发展，伴随着越来越多的污水、固体废物产生，而这些污染中的一部分，转嫁进入了河流湖泊。污染物经年累月地沉积下来，逐渐形成营养丰富的淤泥，沉积于河湖底部。淤泥中污染物主要分为有机部分和无机部分，其中有机部分成分主要为纤维类物质、腐殖酸、蛋白质等，无机部分成分主要为各种无机盐。淤泥含部分动植物生长需要的营养，但也伴随着有毒有害、难以降解的污染成分。淤泥的沉积会对水生生态环境、人居生活环境产生不良影响。1.1 对水生生态环境的影响 河湖淤泥含水率高、体量大、纳污量大、成分复杂，部分淤泥还含有重金属、氰化物等有毒有害成分及难降解的塑料等，污染性极强，会降低水体水质。同时，河湖底部含氧量较低，淤泥中微生物利用淤泥中的有机物大量生长繁殖，会进一步降低水体含氧量，产生恶臭气体。同时，河湖淤泥日益堆积，将改变河湖水流环境及水生动植物的生存环境，加之释放的污染物的影响，将不良影响进一步扩大。水生动植物生存环境被改变甚至破坏，捕食吸收有毒有害物质成分，水中溶解氧的降低，都将有可能直接影响生态系统的繁衍生息，减少生态种群，甚至导致部分生物灭亡。1.2 对人居生活环境的影响 河湖淤泥堆积，对人居生活环境最直观的影响为臭气难闻、景观难看。河湖淤泥沉积于底部，随着污染的日益加重，厌氧微生物活动产生的臭气扩散至水面及周边环境，引起周边居民感官不适。采取清淤方式，清出的淤泥若得不到及时的处理与外运，堆积发酵产生的臭气更是让周边居民难以忍受。此外，淤泥不断堆积，会使水体发黑、鱼类死亡、岸边黑色淤泥裸露，河湖周边景观观赏性大大降低。同时，由于城市化进程的加速，地面硬化比例日益升高，经过管道、沟渠进入河湖中的雨水量大大增加。河湖底部淤泥堆积会使河湖收纳水体的容量降低，容易导致暴雨时节，雨水倒灌城市，造成城市道路滞水，甚至形成城市内涝，干扰阻断居民出行，也会对居民生命财产安全造成严重威胁。清淤疏浚成为河湖污染治理最有效的方法之一。但清淤疏浚产生的淤泥，若得不到合理处置，会对环境空气、地表水、地下水、土壤、景观、土地利用、卫生环境等均造成不同程度的不良影响。由此，对河湖淤泥进行处置，意义重大。目前，国内众多河流、湖泊，尤其是穿越城市区域的河湖，底部淤泥堆积，已成为水体主要的内源污染，清淤疏浚成为污染治理的首要手段。但我国河湖清淤及淤泥处置工作刚进入起步阶段，淤泥由于其性质的特殊，需要研究开发合理的处置方式，进行有针对性的处理。2 2 河湖淤泥的特性河湖淤泥的特性 2.1 淤泥成分复杂、多变 天然湖泊、河流淤泥含泥量多，含水率随不同环境、淤泥粒径、成分不同而不同，一般为 90%98%，成分极为复杂。淤泥中成分可分为有机物质和无机物质，其中有机物质占6%20%，主要有含氮化合物、含磷化合物、碱类、酸类、蛋白质、脂肪、无机盐等，部分含有机氯农药、石油类等有毒有害物质；无机物质占 80%94%，主要为颗粒物，部分含砷、氟化物、重金属等有毒有害无机成分5。2.2 淤泥污染来源广泛 河湖中淤泥的污染来源，主要来自排入其中的各类废水。居民生活污水、农业面源废水、畜禽养殖废水，此类废水中主要污染成分为氮磷等富营养化物质及有机物；加油站废水等，主要污染成分为石油类；餐饮等经营类废水，主要污染成分为动植物油及有机物；工业生产类废水，主要污染成分为重金属、含氰化合物等有毒有害物质6。广泛的污染来源，使河湖淤泥成分难以把控，差异性大，大大增加了淤泥处理的难度。2.3 淤泥特性各异 河湖淤泥，大多采用挖掘机清出、吸污船吸出或水力吹填法清除，清出的淤泥，特性也有所差异。挖掘机清出的淤泥，杂草、石块等杂质众多，分离工作量大；吸污船吸出的淤泥，粒径相对较小，含水率高达 90%以上，强度低、黏性高，脱水难度较大，淤泥处理耗时耗力；水力吹填法清出的淤泥，流动性差，粒径差距大，粒径在几微米到几十厘米不等7。特性各异的淤泥给其处置增加了难度。2.4 淤泥清出量大 河湖淤泥，常年沉积于河湖底部，含水率较高，体量较大。淤泥在清出水面的过程中，裹挟大量水分，会进一步加DOI:10.19566/35-1285/tq.2022.12.044 叶杨龙：河湖淤泥特性及处置方式 331 大淤泥的含水率，给淤泥的运输、存储、处置带来很大的工作量及难度。3 3 常用淤泥处置方法常用淤泥处置方法 3.1 堆场法 堆场法，即将淤泥集中转运至所划定的区域，自然堆置，通过淤泥中微生物的生长繁殖，来吸收、消耗、降解其中的有机及无机成分，从而实现淤泥减量化、无害化目标。此方法便捷、技术成本低，但需要消耗大量的人力资源及土地资源。使用结束后，土地恢复正常使用功能所需的时间较长，同时，需要配合采用严格的防渗、防臭、防流失坍塌等保护措施，适合于土地资源充裕、技术薄弱的偏远地区使用。3.2 海洋倾倒法 海洋倾倒法，即将淤泥运送至特定海域，倾倒入海，利用海洋中的水生动植物、微生物对淤泥中的成分进行转化利用。此方法成本低、操作简单，但会给海洋带来严重污染与隐患。淤泥倾倒入海，短时间内会造成局部水体污染严重，水生生物因无法适应环境而死亡。同时，河湖清淤淤泥大多含有毒有害物质，被水生生物捕食或吸收，极易引起水生生物发育异常，对水生生物产生不可逆转的危害，造成水生生态环境的破坏。3.3 化学消解法 化学消解法，即选用合适的化学药剂，作用于淤泥，使淤泥中的污染分解转化为可利用或无害化物质。此方法处理效果稳定、高效，可针对性的处理各种特性的污泥。处理后的污泥，可应用于地基层换填等工程。但处理淤泥所使用的药剂需要进行有针对性的选择，严格控制，技术要求较高，也存在化学有害物质污染等风险。3.4 热处理方法 热处理方法，即采用烧结、熔融等热处理方法对淤泥进行处理，使淤泥含水率、成分组成等满足建材原料使用要求，投入混凝土等建材生产使用中去。但是，此方法在实施过程中，需要耗费大量燃料，运行成本高，操作复杂，存在很多不可控的因素及风险。4 4 河湖淤河湖淤泥处置辅助措施建议泥处置辅助措施建议 根据不同的情况，选择合适的污泥处置方式的同时，还需要相关技术、政策的加持，方能使淤泥处置工作高效、科学、有序地进行。4.1 精进淤泥脱水技术，缩减淤泥的产生量 河湖淤泥，含水率可高达 90%98%，高含水率决定了清淤量极大。大量淤泥需通过管道运送至岸边或指定位置，需使用大量机械，消耗大量电能，并占用大量堆放场地。堆放淤泥极易产生二次污染，应尽快使淤泥中的固态物质沉积，降低淤泥的含水量。建议针对河湖淤泥特点，加大研究投入，着力于开发适合河湖淤泥的脱水工艺，实现淤泥固化，以大大降低淤泥运输处理量及成本。4.2 加强淤泥的检测工作，根据淤泥性质的不同，进行分类处理 对于含有重金属等有毒有害物质的淤泥，现场清淤后，直接由罐车外运至有处理资质的单位处理，避免造成二次污染。对于不含重金属等有毒有害物质的淤泥，其中含有的蛋白质、纤维、无机酸盐等，是植物生长、土壤改良的良好基质，经干化、脱水等预处理后，可作园林绿化、土壤改良、淤泥制肥等。4.3 制定地方淤泥利用规范，让淤泥处置利用有法可依 目前，关于河道淤泥利用，仅山东省质量技术监督局于2018 年 8 月 17 日发布了山东省地方标准 DB27/T3387-2018城市河道淤泥利用规范，对淤泥预处理、利用等做出了详细的规定，而其他地方相关法律和规范，仍处于空白。由此建议各地方结合实际情况，制定了河道清淤验收办法等规范性管理文件，对河道清淤是否到位、淤泥去向是否明确、淤泥处置方式是否合理等进行全方位管理。4.4 相关政府部门参与管理 相关政府部门参与到淤泥处置工作当中，通过出台淤泥综合利用优惠政策、提供转型升级资金支持、加大淤泥违规堆放执法等措施和手段，加大对淤泥乱排乱放的处置力度。在淤泥处理过程中，由专业人员成立督查组，负责淤泥处置的日常督导工作。同时，制定相关政策，对积极参与淤泥处置的企业单位，通过用地优先考虑、淤泥运费补贴等形式给予适当的政策优惠，鼓励社会各界共同参与淤泥处置工作。5 5 结束语结束语 我国幅员辽阔，河湖众多，但近年来经济的极速扩张，将众多污染转嫁到了河湖，最终沉积到了淤泥中，清淤对污染严重的河湖水环境治理来说必不可少。清除出的淤泥，体量很大，是极具利用价值的，通过利用合适的处理方式进行处置，辅以相关政策法律约束，实现淤泥的减量化、稳定化、无害化。处理无害化后的淤泥，可利用于建设工程后建材生产中，变废为宝，实现区域环境修复、节能减排的目标。参考文献参考文献 1 肖灿明,蒋倩.城市河湖水系淤泥疏浚及生态治理施工技术研究J.四川水力,2020(01):93-96.2 张建江,孙晓蓉,张金艳.城市污水处理厂污泥处置及利用途径浅析J.环保前线,2007(03):80-82.3 左晓君.河湖污染淤泥的现状及处理浅析 河湖污染底泥处理技术之要点J.中国水能及电气化,2020(8):64-69.4 战玉柱,孙奇,徐缇,等.河道疏浚淤泥综合处置思路研究以苏州市为例J.江苏水利,2018(11):26-31.5 李斌.关于河道水环境保护的研究J.建筑工程技术与设计,2014,30:542.6 季冰,肖许沐,黎忠.疏浚淤泥的固化处理技术与资源化利用J.安全与环境工程,2010(02):54-56.7 刘铁军,祁锋,夏龙,等.撬装式淤泥椭叠脱水系统在黑臭河底泥处理中的应用J.环境工程,2019(10):61-66.8 侯晓龙,马祥庆.城市垃圾重金属污染及其治理研究进展J.环境保护科学,2006(4):30-31.