廣州市疏浚淤泥的修復(fù)和資源化利用技術(shù)

摘要：結(jié)合廣州市河涌淤泥固化處置項(xiàng)目，闡述了污染淤泥修復(fù)技術(shù)方法以及污染淤泥資源化利用途徑。主要探討了廣州市河涌淤泥固化處理工藝和技術(shù)，并簡要介紹了淤泥固化處理的設(shè)備系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：河涌淤泥;修復(fù);資源化利用;固化技術(shù)

Abstract：Combined"with"the"solidification"disposal"project"of"dredged"silt"in"Guangzhou，the"paper"expounds"the"restoration"and"resource"utilization"techniques"of"pollution"dredged"mud.The"solidification"technique"and"technology"of"dredged"silt"in"Guangzhou"was"discussed，besides，the"sludge"solidification"processing"equipment"system"was"also"introduced.

Key"words：dredged"silt;restoration;resource"utilization;solidification"technique

引言

河湖淤泥污染，是世界范圍內(nèi)普遍存在的一個(gè)重要環(huán)境問題。污染物通過大氣沉降、廢水排放、雨水淋溶與沖刷進(jìn)入水體，最后沉積到淤泥中并逐漸富集，使淤泥受到不同程度的污染[1]。當(dāng)外污染源得到控制以后，一旦河湖水體環(huán)境發(fā)生變化，沉積在淤泥中的氮磷營養(yǎng)元素、重金屬和難降解有機(jī)物會(huì)重新釋放出來進(jìn)入水體，形成二次污染。此外，淤泥是淤棲生物的主要生活場所和食物來源，污染物質(zhì)可直接或間接對淤棲生物或上覆水生物產(chǎn)生致毒致害作用，并通過生物富集、食物鏈放大等過程，進(jìn)一步影響陸地生物和人類健康[2]。因而，對河道淤泥的處理和處置也就成了人們普遍關(guān)注的問題。其中，淤泥資源化利用不僅可以解決淤泥出路，防止淤泥中的有害物質(zhì)對河流水質(zhì)的二次污染，而且可以變廢為“寶”，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，走上一條可持續(xù)發(fā)展之路[3]。

1"廣州市河涌淤泥及其處置現(xiàn)狀

據(jù)廣州市水務(wù)局的資料分析，廣州市河涌的淤泥存儲(chǔ)量大約1000萬m3左右，其中當(dāng)前亟待治理的河涌120多條，長約388.52公里。急需處理的河涌淤泥量700多萬m3。廣州市河涌泥水環(huán)境有如下特點(diǎn)：河涌河網(wǎng)結(jié)構(gòu)縱橫交織;淤積嚴(yán)重，且淤泥被重度污染，污染淤積物來源廣泛、成分復(fù)雜;水質(zhì)嚴(yán)重污染、因素龐雜。

目前國內(nèi)外尚無普適有效的淤泥處置方法，只能從本地實(shí)際情況出發(fā)，充分考慮當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件并結(jié)合經(jīng)濟(jì)實(shí)力優(yōu)選可行方案。廣州市曾嘗試用河涌淤泥作為農(nóng)用肥料，后來由于淤泥中的重金屬、生化指標(biāo)無法達(dá)標(biāo)，最終放棄。長期以來廣州市河涌淤泥的處置方法基本上是填埋。廣州市河涌淤泥多采用挖掘、絞吸清除方式，未經(jīng)就地?zé)o害減量處理而直接通過管送和船運(yùn)送到指定地點(diǎn)處置。最近廣州市河涌淤泥清出后一般是運(yùn)送到珠江口等地進(jìn)行拋棄、填埋處理的。這些處理方式?jīng)]有對淤泥脫水和無害化處理，不僅占用了大量土地，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生二次污染，造成土地資源的破壞。

2"廣州市河涌淤泥的修復(fù)技術(shù)

2.1"污染淤泥的修復(fù)技術(shù)

目前污染淤泥無害化處理技術(shù)有物理修復(fù)技術(shù)、化學(xué)修復(fù)技術(shù)和生物—生態(tài)修復(fù)技術(shù)[4]。物理修復(fù)是一個(gè)人工的物理自然過程，借助工程技術(shù)措施來改變自然物的物理性質(zhì)。物理修復(fù)包括疏浚、引水和掩蔽等方法。物理修復(fù)雖然見效快，但是工程量大，耗財(cái)耗力，而且通過物理的修復(fù)難以使淤泥達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)，不是最理想的淤泥修復(fù)方法。化學(xué)修復(fù)是一個(gè)人工的化學(xué)自然過程，被用來改變自然界物質(zhì)的化學(xué)組成。主要靠向淤泥施入化學(xué)修復(fù)劑與污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而使被污染物易降解或毒性降低，不需淤泥再處理。化學(xué)修復(fù)方法對生態(tài)環(huán)境的破壞較大。淤泥的生物修復(fù)技術(shù)，是指利用培育的植物或培養(yǎng)、接種的微生物的生命活動(dòng)，對淤泥中的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解，從而達(dá)到修復(fù)淤泥的目的。生物修復(fù)成本低廉但修復(fù)效果差，適合于大面積、低污染負(fù)荷淤泥的生物修復(fù)。

2.2"廣州市河涌淤泥的修復(fù)

普通的內(nèi)陸湖泊與河流積淀的淤泥成分比較單一穩(wěn)定，而廣州市河涌淤泥則不相同，來源相當(dāng)復(fù)雜，特別是受大都市人類活動(dòng)特別是工業(yè)生產(chǎn)的影響很大，河涌淤泥在其積累過程中的非淤泥成分的劣化摻混，生活垃圾中的塑料制品和建筑垃圾中的磚頭石塊充斥淤泥之中。因此，單一的淤泥修復(fù)技術(shù)并不適用于廣州市河涌淤泥的修復(fù)，廣州市河涌淤泥的修復(fù)采用的是物理、化學(xué)和生物相結(jié)合的方式進(jìn)行的。具體而言，對于受污染嚴(yán)重的河涌，采用物理疏浚的方式將受污染的河涌淤泥進(jìn)行疏浚處理，疏浚淤泥運(yùn)送到指定地點(diǎn)進(jìn)行固化處理作為改良土來利用;對于污染輕微的河涌，采用引水沖洗和生物修復(fù)的方式來進(jìn)行處理。

鑒于廣州市河涌淤泥組成的復(fù)雜性，特別是淤泥中的生活垃圾和建筑垃圾對疏浚設(shè)備作業(yè)的影響，通過對絞吸式挖泥、斗輪式挖泥、抓斗式挖泥、鏈斗式挖泥等幾種淤泥疏浚方式的對比分析，廣州市目前所用的淤泥疏浚是采用了抓斗式挖泥的疏浚方式。這種方式是通過船上配有的抓斗靠自重沉入河涌淤，抓斗靠船上的動(dòng)力把河涌的淤泥抓起來放在旁邊事先準(zhǔn)備好的運(yùn)輸船上，再由運(yùn)輸船運(yùn)送的目的地進(jìn)行淤泥的化學(xué)固化處理。

3"廣州市河涌淤泥的資源化利用技術(shù)

3.1"疏浚淤泥處理和處置技術(shù)

疏浚淤泥常規(guī)的處置方式主要有堆放，吹填、焚燒和海洋拋泥等方法，這些處置方法在解決了淤泥出路問題的同時(shí)，也帶來了各種各樣的問題。這些方法一般單獨(dú)使用，很少對有害物質(zhì)采取其他控制措施，不僅會(huì)占用大量土地，還會(huì)引起污染物質(zhì)的擴(kuò)散而產(chǎn)生二次污染，而且其中有益成分不能得到充分利用，造成資源的浪費(fèi)。

目前，由于工業(yè)化的發(fā)展，城市的擴(kuò)建，土地資源變得越來越寶貴，因此，淤泥的資源化利用引起了廣泛的重視[5]。淤泥的資源化利用主要集中在以下幾個(gè)方面：（1）土地利用：就是把疏浚的淤泥用于草地、濕地、市政綠化、農(nóng)田以及受到嚴(yán)重?fù)蟿?dòng)的土地修復(fù)等等。如果科學(xué)、合理的進(jìn)行土地利用，非常適合人多地少的國家。（2）填方材料：對疏浚淤泥進(jìn)行預(yù)先處理，使其適合于工程要求，然后進(jìn)行回填施工，可作為填方材料進(jìn)行使用。預(yù)處理后的疏浚淤泥成為填方材料，可代替砂石和土料進(jìn)行使用。（3）建筑材料：疏浚淤泥可用于制造建筑墻體材料、混凝土輕質(zhì)骨料和硅酸鹽膠凝材料。（4）污水處理材料：由于淤泥成分特性，可以對淤泥進(jìn)行處理使之成為凈水材料。

3.2"廣州市河涌淤泥的處理和資源化利用技術(shù)

淤泥的處理和資源化利用不僅要考慮當(dāng)?shù)赜倌嗟奶攸c(diǎn)，還要考慮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、社會(huì)和技術(shù)的發(fā)展情況，選擇適合該地方的處理和資源化利用方法。廣州是我國經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)城市之一，同時(shí)也是我國污染最嚴(yán)重的十大城市之一，部分河涌受到嚴(yán)重污染，并且由于經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，廣州人多地少的矛盾日漸凸現(xiàn)出來，鑒于廣州已經(jīng)具備很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)和科技實(shí)力，因此，廣州市河涌淤泥的處置與處理走的是資源化利用之路。

3.2.1"廣州市淤泥資源化利用技術(shù)原理

圖1河涌淤泥資源化利用固化技術(shù)流程圖

廣州市河涌淤泥的資源化利用技術(shù)是采用淤泥固化技術(shù)將疏浚淤泥進(jìn)行固化處理，使淤泥轉(zhuǎn)化成工程所需要的土方進(jìn)行資源化利用。淤泥的固化處理是利用化學(xué)方法將淤泥中有害廢物摻和并包容在密實(shí)的惰性基材中，使其穩(wěn)定化的一種過程。固化所用的惰性材料稱為固化劑。廣州市河涌淤泥固化所用的固化劑是GBR固化劑和其它多種常規(guī)固化材料根據(jù)不同配方配比而成，配比隨待處理淤泥成分的變化而變化。其它固化材料主要包括粉煤灰、石膏、礦渣等工業(yè)廢棄物以及少量水泥，與GBR固化劑一起形成復(fù)合型固化材料。復(fù)合型固化材料可以充分發(fā)揮固化材料的水化反應(yīng)、火山灰反應(yīng)、離子交換反應(yīng)以及碳酸化反應(yīng)的潛力，提高水化產(chǎn)物的膠結(jié)和填充作用，提高對重金屬、有機(jī)質(zhì)的固化效果，并降低固化處理的成本。經(jīng)過固化處理后的淤泥具有強(qiáng)度高、滲透性低的性質(zhì)，可以根據(jù)工程使用要求來設(shè)計(jì)處理固化材料配方，一次處理便可以達(dá)到工程使用要求。疏浚淤泥進(jìn)行固化處理后，原先存在的污染物被包裹吸附在固化體內(nèi)，不易向外界擴(kuò)散，各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足國家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。固化處理后的疏浚污泥可作為堤防加固工程、道路工程、填海工程的填方材料使用。

3.2.2"資源化利用工藝技術(shù)和設(shè)備

根據(jù)國外淤泥資源化利用固化處理的成熟經(jīng)驗(yàn)，以及廣州市河涌淤泥的客觀條件，廣州市淤泥的資源化利用固化技術(shù)采用淤泥管道攪拌固化工藝技術(shù)，流程圖如圖1所示。

在淤泥固化處理工藝技術(shù)的設(shè)備系統(tǒng)里，固化劑的供給計(jì)量設(shè)備和淤泥與固化劑混合料的攪拌設(shè)備是系統(tǒng)的核心設(shè)備。項(xiàng)目組通過對幾種攪拌設(shè)備的比較分析，采用進(jìn)口的管道攪拌機(jī)和粉料供給機(jī)作為核心設(shè)備機(jī)組，國內(nèi)設(shè)備配套的綜合淤泥固化技術(shù)設(shè)備系統(tǒng)，如圖2所示。

圖2""河涌淤泥固化技術(shù)設(shè)備系統(tǒng)

淤泥管道攪拌固化的工藝設(shè)備技術(shù)的要點(diǎn)：1、將漿化的淤泥通過管道攪拌機(jī)的攪拌使之與固化劑充分的拌和，讓固化劑發(fā)揮充分的固化作用而達(dá)到固化的目的;2、能連續(xù)作業(yè)，自動(dòng)化程度較高，主要設(shè)備之間的連接是管道連接，容易實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化施工;3、管道攪拌機(jī)采用單軸螺旋，前部分為螺旋推進(jìn)，后部分為攪拌，有機(jī)地將推進(jìn)和攪拌功能組合在一起，減少了占地面積;這種配置的攪拌機(jī)目前國內(nèi)較少見;4、與管道攪拌機(jī)配套的主要設(shè)備粉料供應(yīng)機(jī)的供料系統(tǒng)是連續(xù)供料的，保證了整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)連續(xù)作業(yè)的要求。

4"結(jié)語

河涌淤泥的修復(fù)和資源化利用是河道泥水環(huán)境綜合治理中的關(guān)鍵問題，利用淤泥固化技術(shù)對疏浚淤泥進(jìn)行固化處理，實(shí)現(xiàn)了淤泥無害化、資源化綜合開發(fā)利用，化害為利，既能緩解日益嚴(yán)峻的疏浚淤泥處置問題，又能解決當(dāng)前很多地區(qū)工程用土緊缺的難題，其經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)環(huán)境效益顯著。目前，利用淤泥固化技術(shù)和工藝對廣州市河涌淤泥的無害化與資源化處置在廣州市的峨眉沙島、大蠔沙島淤泥處置及生態(tài)旅游項(xiàng)目（一期淤泥處置）已得到很好的實(shí)施。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳華林，陳英旭.2002.污染淤泥修復(fù)技術(shù)進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，21（2）：179-182.

[2]范文宏，陳靜生.沉積物重金屬生物毒性評價(jià)的研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2002，25（1）：36"-"48.

[3]劉貴云，姜佩華.河道淤泥資源化的意義及其途徑研究[J].東華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)），2002，28（1）：33"-"36.

[4]陳華林，陳英旭.污染淤泥修復(fù)技術(shù)進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，2002，21（2）：179"-"182.

[5]張旭東，祁繼英.疏浚淤泥資源化利用[J].北方環(huán)境，2005，20（2）：48"-"50.

作者簡介：

賴佑賢（1972-），男，高級工程師，主要研究方向?yàn)樗こ碳夹g(shù)，現(xiàn)供職于廣州市水電建設(shè)工程有限公司，公司總工，近年來主要從事水利工程、污淤泥工程技術(shù)及水環(huán)境治理技術(shù)研究及技術(shù)施工管理工作。

基金項(xiàng)目：廣州市水務(wù)科技計(jì)劃項(xiàng)目——城市河道疏浚淤泥篩分系統(tǒng)集成技術(shù)研究（2013）.