河道濕式清淤及淤泥處理技術探析

張 艷

(廣東省惠州市水務集團有限公司，廣東 惠州 615100)

1 工程概述

金山湖地處城市中心，地勢低洼，與外江水體的連通主要依靠抽水泵站的調度，水體流動力較弱，水質逐年惡化，底泥淤積隨著周邊城市的發展日益加重。根據檢測數據，金山湖主要污染物為COD、BOD5、氨氮和總磷，河道全線呈現不同程度的富營養化現象，綜合營養指數為54.26-75.46，富營養化嚴重。

金山湖清淤工程，涉及區域總面積約1.26km2，河道清淤方式采用濕式清淤,泥漿處理則利用新建的底泥廠，底泥廠規模2000m3/d(水下自然方)、余水處理規模約4.0萬m3/d，泥漿經脫水固化后產生的土方含水率在 40%以下，經處理量后的泥餅外運至堆場處置、利用；余水經處理后，優于《湖泊河流環保疏浚工程技術指南(試行)》中國內部分環保疏浚工程余水排放標準，達到中國電建水環境企業標準四級出水水質標準(城市河湖泊涌污泥處理廠余水排放標準)，排至附近水體。金山湖流域水系圖見圖1。

2 河道濕式清淤施工工藝及要點

按照工程河道實際情況，為提升清淤效果，改性水環境質量，采用了如下清淤方法，取得了良好效果。具體施工工藝流程圖見圖2。

圖1 金山湖流域水系圖

圖2 金山湖清淤工程施工工藝流程圖

2.1 環保絞吸式清淤

金山湖生態清淤工程的總長度為7.5km，清淤范圍比較大，采用了清淤效率高的環保絞吸式清淤方法，是通過浮漿泵送到底泥脫水廠進行集中脫水處理，底泥場設置于金山湖南側蓮塘布河入湖口。為保證清淤效果，進廠泥漿流量≥22275m3/d，同時為保證施工清淤的安全性和質量，在夜間不進行施工，每天清淤12h，絞吸流量不小于2000m3/h。考慮跨河橋梁的凈寬[1]，工程選擇了4臺500m3/h的絞吸船，主要參數如表1所示：

表1 環保絞吸式清淤船主要參數表

2.2 清障

就案例工程而言，河道中垃圾和雜質比較多，為避免影響清淤效率，同時又降低清淤成本，縮短清淤工期，在正式清淤開始之前，通過清障船來清理河道中的垃圾和雜物，將河道中的大型塊、鋼絲網、編織袋等清理干凈后，再用絞吸式環保清淤船進行清淤操作[2]。

2.3 絞吸清淤

在絞吸式環保清淤船運行中，為降低擾動程度，保證清淤效果，案例工程選擇了扇形向開挖法，為降低對周圍土層造成的擾動，進行分層開挖。先進行清淤船定位樁施工，為保證清淤船按照規定行駛，需要將定位樁，搭設到河道淤泥層，以便控制清淤船前進的位置。清淤船在前進過程中，通過液壓軸臂的伸縮來完成。促使清淤船通過反作用力完成短距離位移。在整個移動過程中，以清淤船的船尾定位樁為中心，清淤船的長度為半徑，促使絞刀頭呈現左右擺動的扇形逐步向前清淤。清淤船在橫向擺動時有效寬度為30m，無法滿足本工程清淤的需求，需要進行分條清淤，每條清淤道之間搭結幅度控制在2.0m左右，避免發生漏挖和區塊塌陷問題[3]。

2.4 低擾動清淤

低擾動清是淤河道清淤的關鍵，其控制效果，對保護周圍土層，避免發發生超挖、欠挖問題有重要作用。實現低擾動開挖的關鍵是做好密封開挖、薄層開挖，并限制施工速度等，在保證清淤效率的基礎上，避免發生二次污染。

密封開挖：在本河道清淤過程中，采用了環保絞刀開挖方法，是一種比較環保、先進的清淤裝置。整個清淤系統由導泥擋板、密封裝置、水平調節器等共同組成。在具體清淤過程中，可隨著清淤深淺的變化，調整水平調節器，保證清淤絞刀在清淤過程中時刻處于水平位置，將外罩時刻緊貼河底。密封罩的主要作用是控制絞刀時刻在允許范圍內工作，保證淤泥能夠及時被泥泵抽出，提升清淤速度。此種清淤裝置的最大特點是防止淤泥泄漏和擴散的工程，從而避免了二次污染[4]。

薄層開挖：在清淤過程中，每層開挖的厚度控制在30cm以下，具體厚度要根據清淤船的實際情況和運行參數合理調整，如果清淤厚度超過清淤船的最大量，會引起嚴重的逃淤問題，造成二次污染。如果清淤厚度過小，則會影響清淤的效率，增加清淤成本。淤泥厚度超出挖泥船單層開挖厚度時，采取分層開挖。

限制速度：在淤泥開挖中，合理設計絞刀的轉速、橫擺速度等相關參數，嚴格控制清淤速度[5]。

擾動監測：清淤開始之前， 需要對河道水體的透明度、SS值等相關參數進行取樣檢測，獲得相關參數。在清淤過程中，在清淤船四周布設多個監測點，對河道水質情況及時檢測。并對SS值的變化情況，動態監測，及時反饋給清淤管理部門，及時調整清淤船清淤速度，避免對水體造成太大污染。

開挖精度控制：在本工程清淤中，清淤船上裝配了先進的挖深指示器、絞刀工作壓力表、濃度顯示器等高精度儀器表。并裝配了GPS定位系統和回聲測定設備。以控制清淤開挖的精度。及時反饋各儀器的檢測數據，進行自動化調整，最大限度上保證開挖進度。

2.5 泥漿處理

金山湖底清淤出來的泥漿，通過泵送的方法，進入底泥廠設置沉砂池中，先進行預處理，過濾掉大顆粒石塊、草根、樹皮等，再用高壓板框壓榨機進行脫水處理，最后進行資源化利用[6]。

3 河道淤泥處理技術

3.1 高壓板框壓榨機技術

工程清淤形成的泥漿，通過高壓板框式壓榨機進行脫水處理，高壓板框式壓榨機主要由固定板、濾框、濾板、壓緊板和壓緊裝置組成，單位過濾面積占地較少，過濾推動力大，所得濾餅含水率低，對物料的適應性強，適用于各種污泥。經預處理后的底泥，通過進料柱塞輸送的方法，送到高壓板框壓榨機中，經過進料、壓榨、卸料等工序出來之后，就可得到泥餅。保證泥餅的含水率低于40%[7]。

3.2 余水處理技術

在河道淤泥處理中，常用的余水處理技術有三種，一種是機械絮凝沉淀技術，占地比較大，處理效果欠佳，一體化處理施工難度較大。另一種是超磁分離技術，余水處理效果高，但設備總體費用昂貴，對運行管理的要求比較高。最后一種是高效混凝沉淀技術，雖然建設投資比較高，但余水處理較好，占地面積比較小，設備安裝方面，對寸土寸金的城市而言，無疑是最佳的選擇。在本工程淤泥處理選擇了高效混凝沉淀技術[8]。

3.3 底泥處置和資源化利用技術

案例工程河道低泥中重金屬污染含量比較少，在允許范圍中，經過脫水處理后的底泥可以應用在綠化景觀種植中[9]。工程河道處理形成的脫水泥達到35.43萬m3，日產量也達到1312m3。金山湖底泥處理工藝流程圖見圖3。

圖3 金山湖底泥處理工藝流程圖

4 施工效果分析

根據模型進行模擬結果表明，工程通過內源清淤，同時結合外源截污、生態構建等治理措施，金山湖區COD基本達Ⅳ類湖區面積能達100%， 氨氮基本達Ⅳ類湖區面積能達99%，TP基本達Ⅳ類湖區面積能達97%(湖庫標準為 62%)。清淤成效顯著。

5 結 語

綜上所述，文章結合工程實例，分析了河道濕式清淤及淤泥處理技術，分析結果表明，河道淤積對城市生態環境發展，改善水環境質量等方面兼有較大影響。濕式清淤方法和淤泥處理技術的應用，可妥善解決河道淤積問題，提升河道水質質量，逐步恢復河道的自凈能力，促使生態環境持續發展。