河道疏浚底泥處理與資源利用探討

馮小妮，方 媛

（北京市密云區(qū)潮白河道管理所，北京市 101500）

0 引言

河道底泥一般是水體中顆粒、黏土、有機物以及各種礦物質(zhì)經(jīng)過理化反應沉積的物質(zhì)，底泥具有一定的肥力，能夠用于耕地等。隨著工業(yè)不斷發(fā)展，大量污染物和廢棄物排入河流，沉積于底泥中，不僅會導致水體嚴重污染，而且還會危及地下水和土壤。大量底泥淤積也會造成水位升高，引發(fā)洪災風險，因此必須高度重視底泥處理工作。底泥原位處理方式可以控制污染，但是沒有實現(xiàn)資源化利用，也沒有解決河床升高問題。河道底泥常用的傳統(tǒng)處理技術有：自然干化法、離心法、電滲析法、土工管袋法和板框壓濾法等，最理想的方法是實現(xiàn)資源循環(huán)利用。目前，河道底泥資源化利用還存在一定的問題。

1 河道疏浚底泥的處理技術

1.1 河道底泥的傳統(tǒng)處理技術

1.1.1 自然干化。在閑置空地上進行堆積，蒸發(fā)下滲水分，實現(xiàn)固化。盡管該方法操作簡單，但是耗時長，土地資源浪費嚴重，受到天氣影響，而且污染物會和外界環(huán)境交換，侵入土壤和地下水。所以該方法一般不采用。

1.1.2 離心法。使用離心機實現(xiàn)固液分離，脫水率高，但是運行成本較高，而且重金屬和污染物處理不當也會造成污染，對污水處理也需要投入費用。

1.1.3 電滲析法。通過電化學過程，讓水分子向陰極移動，加快分離，但是受到電場強度、脫水劑和pH值影響，成本和能耗也較高。

1.1.4 土工管袋法。通過對土工管袋的外部壓力擠出水分，該方法效率較高，應用較為廣泛，但是最終處理方式往往是填埋，沒有實現(xiàn)資源化利用。

1.1.5 板框壓濾法。該方法是常規(guī)壓濾結合化學脫水劑，一般13天左右即可將泥餅中水分壓出，但是當超過臨界值之后效果不會提升。

1.2 底泥綜合處理工藝

1.2.1 泥沙篩分。將運輸處理廠的底泥進行垃圾分選，泥漿流入沉砂池。然后對砂石進行提取，通過分離設備實現(xiàn)自動化操作，去除大粒徑顆粒物。然后對泥漿進行深度清洗，去除雜質(zhì)，獲得的就是可以用于生產(chǎn)的建筑砂。

1.2.2 沉淀濃縮。將泥漿注入沉淀池，通過重力作用沉淀，清澈水質(zhì)進入余水超磁凈化處理系統(tǒng)。

1.2.3 均化調(diào)理。在調(diào)理池和配料間對底泥進行均化調(diào)理，經(jīng)過真空攪拌、反吹、放氣等程序?qū)崿F(xiàn)均勻混合。

1.2.4 脫水固結。將泥漿輸送進板框壓濾機，控制濃度在8.5%～23%，壓榨后進行反吹。在處理中，要加入調(diào)理劑以提升處理效果，本文選擇復配Ca（OH）2、PAM和粉煤灰，比例為3 g/L、0.03 g/L和8 g/L。

2 河道疏浚底泥的資源化利用

2.1 農(nóng)田和林草地利用

對底泥重金屬含量進行檢測，如果重金屬含量達標，那么疏浚后的底泥就可以作為肥料利用，比如，用于城市綠化、林地草地、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和蔬菜大棚等。未經(jīng)污染的底泥有著良好的肥力，傳統(tǒng)農(nóng)村水稻育苗一般都使用魚塘底泥。疏浚底泥自身含有腐殖質(zhì)膠體，不僅養(yǎng)分充足，而且還能夠讓土壤形成團粒結構，更好地保墑保肥。疏浚底泥含有大量的有機質(zhì)，能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)化學肥料。在應用于林草地時，還可以將污染物和重金屬固定在植物中，有利于控制污染。大量的實驗顯示，在農(nóng)田利用底泥能夠提高產(chǎn)量。

底泥和無機肥混合施用，其肥力高于馬糞等有機肥料，實驗表明，投入園林使用可促使一串紅提早開花，延長花期，而且能夠提高長勢，促進其旺盛生長。在成本方面，底泥肥料也低于有機肥，經(jīng)濟效益較好。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，加入疏浚底泥有利于糧食和蔬菜作物的生長，如果施用量適當，Cu、Zn含量不會超過國家標準，但是使用量過大，比如在1350 t/hm2，那么就會影響蔬菜的生長。相比于糧食蔬菜等農(nóng)作物，草和花卉更適應底泥，施用量在450 t/hm2時，不會造成地下水污染。可見，底泥投放于農(nóng)地比堆放污染要小，這是一個理想的利用方向。

2.2 濕地建設和土壤修復

這在國內(nèi)外都有成功案例，比如亞拉巴馬州的蓋亞爾渠，使用底泥種植了濕地植物，大量動物來此棲息，大大地改善了生態(tài)環(huán)境。華盛頓特區(qū)將底泥建成島嶼，根據(jù)海邊環(huán)境的特點，種植適于生長的生態(tài)植物，能構建濕地生態(tài)系統(tǒng)。在荷蘭，也有用大量疏浚底泥建設人工濕地，實現(xiàn)資源再利用。在我國，近年來人工濕地建設步伐加快，很多地方也通過人造濕地的方式改善生態(tài)環(huán)境，而底泥就是重要的原料。比如，在人工湖建設中，將底泥沉積到濕地人工湖中，既實現(xiàn)了凈化水體的目的，又實現(xiàn)了資源利用。

底泥也可以用于修復受擾動的土地，比如肥力嚴重退化、地表嚴重破壞、廢棄土坑、工業(yè)區(qū)等，這些土地已經(jīng)喪失土壤的營養(yǎng)，加入底泥之后能夠大大提高其養(yǎng)分，恢復改善生態(tài)環(huán)境。此外，在垃圾填埋時也可以利用底泥，滿足垃圾場的防滲要求，降低污染。在底泥中，混入灰分和石灰石，能夠用于礦場回填，防污效果明顯。

2.3 用于填方和建筑材料

疏浚底泥通過干燥、脫水、固化處理和熱處理等方式，能夠作為填方材料使用，其成本低，方法靈活，適應不同填方的需求。處理后的底泥具有透水性小、強度高、不易固結沉降的優(yōu)勢，不需要碾壓即可以實現(xiàn)填方，如填海工程、市政工程、碼頭和基地建設等。還可用于道路路基工程，不僅強度滿足需求，而且能防止雨水侵蝕、邊坡失穩(wěn)和沉降不均勻等現(xiàn)象。也可用于水利工程，比如作為筑堤材料，具有防沖刷、防滲透和邊坡穩(wěn)定的優(yōu)勢。

底泥與黏土組成類似，可以替代其作為建筑材料，降低建筑廢棄物污染，減少能耗。比如，底泥可以用來制作瓷磚，和煤灰粉結合燒制的瓷磚能夠達到質(zhì)量標準。經(jīng)過脫水并添加助熔劑后制作的瓷磚不僅耐用，也容易實現(xiàn)重金屬固化。加入煤矸石、爐渣、粉煤灰經(jīng)過高溫處理底泥也可以用于燒磚，且比普通磚更輕，保溫隔熱性能更好。焙燒過程中有機物消失在磚內(nèi)形成了微孔，可以制成有特殊用途的輕質(zhì)磚。底泥也可用于制作水肥熟料，產(chǎn)品不會對環(huán)境造成污染，而且性能優(yōu)越。

2.4 污染處理材料

底泥含有大量的腐殖質(zhì)，能夠吸附重金屬，對于廢水中的鉻吸附能力較強，去除率極高。研究顯示，利用疏浚底泥制備陶粒填料，其吸附能力和活性炭相當，而且結構更加穩(wěn)定。由于燒制消耗能源較高，建議底泥可以作為陶粒濾料的原料，充分利用表面積較大，內(nèi)部多孔，理化性質(zhì)穩(wěn)定和吸附能力強的優(yōu)勢，進行污染處理。在制作過程中，可殺滅病原體，固化重金屬。將處理底泥篩分到標準篩中，使用成球法進行燒制，經(jīng)過干燥、預熱和焙燒環(huán)節(jié)之后，進行冷卻，即可得到性能優(yōu)越的污染物吸附產(chǎn)品。具體做法，將料球在110℃干燥3 h，在500℃下預熱30 min，在1100℃下焙燒，之后冷卻。

3 結語

河道疏浚底泥產(chǎn)生量大，每年都需要疏浚處理，如何實現(xiàn)變廢為寶就是一個重要議題。在處置過程中，要對現(xiàn)有的工廠化流程進行優(yōu)化，改良添加劑，提升脫水固化效率。在資源利用過程中，要根據(jù)處理底泥的方法和底泥所含物質(zhì)成分的不同選擇合適的資源化方式。