我國河道底泥資源化利用技術現狀

李寶磊 劉舒 曾樂 趙巖

摘 ?要：文章針對我國河道底泥治理現狀及存在問題，分別介紹了國內外傳統治理技術和資源化治理技術，分別分析了疏浚技術、化學修復技術、生物修復技術及土地利用、制作填方材料、制作建筑材料及分級資源化利用技術的原理、優缺點和適用性，提出了對于河道底泥治理技術存在的主要問題，指出采用分級資源化技術具有較好的應用前景，并提出了采用以多級篩分處理為核心的基本思路，為我國河道底泥資源化利用提供參考。

關鍵詞：河道底泥;分級資源化;疏浚;土地利用;填方材料;建筑材料

中圖分類號：X321 ? ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）02-0156-02

Abstract： In view of the present situation and existing problems of river sediment treatment in China， this paper introduces the traditional treatment technology and resource treatment technology at home and abroad. The principles， advantages， disadvantages and applicability of dredging technology， chemical restoration technology， bioremediation technology and land use， production of fill materials， production of building materials and graded resource utilization are analyzed respectively， and the main problems existing in river sediment treatment technology are put forward. It is pointed out that the technology of hierarchical resource utilization has a good application prospect， and the basic idea of multi-stage sieving treatment as the core is put forward to provide reference for the resource utilization of river sediment in our country.

Keywords： river sediment; graded resource utilization; dredging; land use; fill materials; building materials

近年來，我國城市工業發展速度加快，而污水處理設施建設相對滯后，大量污水排放至河流中，隨著污水中的污染物自然沉降，底泥中的污染物逐漸累積增加，其污染越來越嚴重，近年來，我國政府對生態環境越來越重視，各大中小城市建設了相應規模的污水處理廠，并逐步投入運行，污水中的污染物得到了一定程度的去除，進入到河流中的污染物逐漸減少。但由于河流底泥中已經累積了大量污染物，在水體擾動情況下，其中的污染物會重新釋放到水體中，對河流的生態環境造成危害，這種河流底泥的污染也稱為內源污染源[1]，其治理十分必要。

1 我國河道底泥治理現狀

目前，我國在河道底泥治理方面起步較晚，主要采用物理、化學、生物等技術。這些方法包括疏浚、化學修復、原位生物修復和異位生物修復技術等。

河道底泥疏浚技術是采用機械方法將河流底泥清挖出去，進一步處理后填埋或焚燒的技術措施。該技術具有操作簡單、見效快等優點，主要應用于河道污染事故的應急處置或污染較為嚴重的情況。該技術在國外應用的較多，針對瑞典Trummen湖，通過疏浚技術將河道表層1m厚的底泥清挖出去，迅速降低了其總磷含量，處理效果穩定[2]。美國某港口采用疏浚技術，降低了底泥中PAHs和重金屬的含量[3]。

化學修復技術是將化學藥劑直接加入河道底泥中，并覆蓋在底泥表層，這些藥劑能夠與底泥中的污染物緊密結合，形成固化體，從而減少其污染物向水體中重新釋放的可能。國外有人研究表明：將氯化鐵、鋁鹽和石灰施入污染底泥中，這些物質會在底泥表層與底泥內部釋放的磷發生化學反應，形成固體物，從而實現了減少磷向河流的釋放[4]。

原位生物處理技術是不需疏浚而直接對底泥進行處理，通過投加特殊菌種或營養物質，促進微生物對底泥中有機污染物和重金屬的吸附、吸收和降解。該技術受河流環境影響較大，難以適應環境條件，其技術應用受到了一定的限制。相比較而言，異位生物處理能夠避免以上缺點，將河道底泥疏浚出來后，采用微生物進行發酵處理，可使其中的有機污染物轉化為無害的水和二氧化碳等小分子，從而實現解毒的目的。該技術適用于各類有機污染物的去除，國內外均得到了應用[5]。

2 國內外河道底泥資源化利用技術現狀

由于疏浚技術具有經濟性好、處理徹底等優勢，國內外普遍采用這種技術進行河道底泥治理。但在此過程中產生的大量含水率高的疏浚底泥，其成分復雜，污染風險很高，往往給環境帶來二次污染。因此對河道底泥的資源化利用技術的研究逐漸成為熱點。

2.1 土地利用技術

土地利用是將疏浚底泥應用于農田、林地、園林綠化及嚴重擾動的土地修復與重建等，具有投資少和能耗低的優點，在處置過程中底泥的有機部分可轉化成土壤改良劑成分，被認為是最具發展潛力的資源化利用方式[6]。美國某地區將疏浚底泥投加至某溝渠中，在其上種植高等濕地植物，不僅處理了污染底泥，還改善了當地的環境，取得了較好的效益。我國朱本岳等[7]將某湖泊疏浚產生的底泥，與化肥混合，按照一定比例配合加工制作肥料，并進行試驗研究，結果表明，施用這種肥料的土地上生長的蔬菜，其產量與其他復合肥相比基本沒有變化，這種技術降低了成本，經濟性較好。

2.2 制作填方材料技術

疏浚底泥經脫水、固化后，形成的固化體可以制作填方材料。其優點在于該固化體強度好、不易透水，不易產生沉降等，與其他建筑材料相比，還能節省機械處理過程，降低施工成本，具有較好的工程效果[8]。其可用于以下工程：（1）礦坑、溝渠等地區的回填。（2）筑堤或堤防加固工程。（3）道路工程的路基、填方工程。

2.3 制作建筑材料技術

河道疏浚底泥經過一定處理后，也可以作為建筑材料使用，如陶粒、水泥、磚等。王中平等[9]利用某地區河流疏浚產生的底泥，經過成分調節、高溫處理后制作陶粒，其中陶粒中的重金屬被固化，降低了環境風險。薛世浩等[10]利用某地區河流疏浚底泥來燒磚，結果表明，制得的磚符合行業標準要求，其容重、導熱系數等參數優良，并具有較好的保溫隔熱性能。

2.4 分級資源化利用技術

近年來，一些研究人員提出了基于分級思想的底泥資源化利用方法。虞峰[11]提出一種以振動篩和水力旋流器為核心設備的底泥處理與資源化利用技術工藝，可以實現對河道底泥中砂粒的回收利用以及脫水后泥餅的資源化利用。馬濤等[12]、王煒[13]和汪胡根等[14]也各自提出了類似的污染底泥一體化綜合處理裝置及工藝。康興生等[15]公開了一種以多級篩分處理為核心的基于粒徑分布的重金屬污染底泥處置方法。國外也開展了相關研究，包括美國Triflo公司的DSS2000R一體式底泥脫水干化裝置[16-17]和達納森公司的IMS清淤泥漿脫水裝置[18]等。

3 結束語

通過對國內外河道底泥的傳統治理技術和資源化利用技術研究，明確了各類技術的原理、優缺點和適用性。傳統的底泥治理技術包括物理、化學、生物技術等，這些技術針對不同污染特點的底泥采用無差別的處理手段，其處理后的底泥難以進一步利用，并且存在能耗高、土地資源占用大及二次污染增加等問題。

因此，對河道底泥的治理采用分級資源化技術具有獨特優勢，以有機物或重金屬含量為主要指標，將疏浚的河道底泥采用以多級篩分處理為核心的分離分級處理技術，并將分級處理后的底泥進一步資源化利用，能夠避免傳統底泥處理產生的能耗高、二次污染風險大等問題，從而實現底泥治理的減量化和資源化目標，具有較好的應用前景。

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