淤泥快速固化处置技术在河湖库塘清淤中的应用

姜 颖

(钱江水利开发股份有限公司,浙江 杭州 310013)

淤泥快速固化处置技术在河湖库塘清淤中的应用

姜 颖

(钱江水利开发股份有限公司,浙江 杭州 310013)

浙江省河湖库塘淤泥分布较广、总量巨大，传统的淤泥处置方式无法有效解决大面积清淤工程形成的大量淤泥.淤泥快速固化技术处理具有效率高、处理效果好、质量稳定、泥饼强度高、无污染等诸多优点，是解决浙江省清淤及淤泥处理工作难题必选的一种方式.以绍兴市柯桥区建设的河道淤泥处理工程为例，认为淤泥快速固化技术可在浙江推广，并具有较大的突破空间.

河湖库塘；清淤；淤泥处置；快速固化技术

浙江是著名的水乡.一直以来，浙江水资源存在着供需不平衡、污染严重、结构性矛盾突出及有效利用率低等问题.浙江省历届省委、省政府对用水、治水及节水等工作高度重视.习近平同志在浙江工作期间，就曾多次对治水工作作出重要指示.2013年11月29日，浙江省委十三届四次全会提出“要以治污水、防洪水、排涝水、保供水、抓节水(即“五水共治”)为突破口，倒逼转型升级”[1].“五水共治”对促进浙江省生态环境建设、社会经济转型升级等方面有着重大的意义.“五水共治”是一项系统工程.自2014年开展“五水共治”工作以来，经过大规模、阶段性的治水行动，浙江省水环境状况得到了显著改善.但是，仍有不少河湖库塘未经系统治理，淤积存量大、底泥污染严重.2016年初，浙江省省委、省政府提出“决不把污泥浊水带入全面小康；加快推进“五水共治”清污(淤)整治工作，促进水环境质量全面改善”的工作目标.同年，作为进一步推进“五水共治”战略的着力点，浙江省政府治水办和水利厅联合印发了《关于全面开展河湖库塘清污(淤)推进资源化利用工作的通知》，要求各市、县(市、区)全面查清辖区内污(淤)泥分布及淤积情况，做好重点区域污泥污染检测等工作，到2020年建立健全清淤轮疏机制，实现清淤工作长效机制[2].

1 浙江省河湖库塘清淤工作概况

浙江省河湖库塘淤泥总量大，分布不均，项目较为分散，淤泥处置方式单一，资源化利用程度较低.

1.1 淤泥总量巨大

浙江省河湖库塘淤积较严重、疏浚工作量巨大.2016年3月份以来，浙江省水利厅对全省河湖库塘淤积情况开展了摸底调查工作.由于淤积情况复杂，详细数据的核实分析尚在进行中.目前浙江省水利厅已落实“十三五”期间，浙江省清污(淤)量计划达3.5亿m3(其中2016年计划1.01亿m3，2017年计划8 000万m3)[3].

1.2 淤泥主要集中在平原地区

浙江省淤泥主要集中在杭嘉湖、萧绍宁、温黄、温瑞等平原地区的河网内，丽水、衢州等丘陵山区则以池塘山塘淤泥为主.2016年浙江省实际完成清淤量14 138万m3，从完成的数据看，淤积较为严重的湖州、绍兴、杭州等8个设区市，清淤量均在1 000万m3以上，其中湖州近2 000万m3；舟山、丽水、衢州位于海岛和山区，清淤量较少.2016年度浙江省各市清淤量汇总(见图1).

图1 2016年度浙江省各市清淤量汇总

1.3 项目较为分散

浙江省河湖库塘分布面广，清於项目也较为分散.2016年清淤点数约为1.68万个，其中河段数量约5 600个(河道清淤长度约6 900 km)，占清淤点数的33%；湖漾约为39个，占0.2%；山塘约为1 000个，占5.9%；池塘约为10 000个，占59.9%；水库约为180个，占1%.清於项目大多以村为单位组织实施，湖漾、山塘和水库等相对集中的项目以县区水利局为单位组织实施.

1.4 淤泥处置方式单一

目前，浙江省淤泥处置的最主要方式仍然是堆积、填埋及还田等.其中，河道淤泥的处理大多采取了就近还田利用方式，如桐乡、海宁等地；其它淤泥的处置则多以自然堆填固结后用于场地回填、临时堆放为主.二者约占80%制砖制陶等资源化利用方式不到3%.

1.5 资源化利用程度低

近两年浙江省清淤工程大规模展开.主要采用的堆积和填埋方式，资源化利用程度较低，且运输成本高、受堆放场地限制较大.据估算，“十三五”期间，浙江省河道清淤量3.5亿m3，这些淤泥固化后，需要至少40 km2的场地进行堆放.但是，目前浙江省弃土场地已近饱和.因此，淤泥处置及资源化利用成为浙江省河湖库塘清淤工作的关键.

2 淤泥处置方式比较分析

淤泥的处置及资源化利用是浙江省河湖库塘清淤工作的重点及难点.大规模清淤工作在短期内产生的大量淤泥，含水率高、强度低，部分淤泥还可能含有重金属等有毒有害物质，这些有毒有害物质被雨水冲刷后容易浸出，从而对周围水环境造成二次污染.因此，必须选择一种适合浙江省清淤工作的快速、安全、有效的淤泥处置方法.

2.1 传统淤泥处置方式

(1)农业肥田:将淤泥在农业用地上进行有效利用的方式，主要作为农业种植土层，为农田增肥和土地改良.农业肥田成本低、施工方便，大多数农村可以采用.但对淤泥质量要求较高，只适合营养物成分高、重金属和有毒有害物质低的淤泥，并且受当地百姓接受度的影响，同时受季节限制.

(2)场地回填:淤泥经处理后作为建设和开发用途的地面抬高、回填、地形整理等消纳处置方式，主要包括围垦区、低洼地、公园、绿化带和开发区的地面回填、废弃矿山修复回填等，另外也包括耕作层以下的农业造田造地回填.场地回填污染指标要求较低，特别是废弃矿山回填，但是场地资源不可循环，将会越来越少.同时处理成本受到脱水方式、运距等影响，其制约因素较多.

(3)园林绿化:部分淤泥中含有机质和植物所需营养成分以及腐殖质胶体，它们是有价值的生物资源.但是园林绿化对淤泥含水率、营养盐有要求，并且每个地方城市规划程度不同，能够消纳的处理量和时间需要与城镇建设良好衔接.

(4)固堤培堤:将淤泥直接堆放到河道两岸的堤防上，待河泥干透后经平整加固加高沿岸堤防，也可进行固化处理后，作为新建堤防堤身和镇压层回填和护坡利用.淤泥固堤必须满足稳定、防渗和沉降要求.该方法操作简便，成本也较低，在平原圩区整治中效益显著，但受堤防外型尺寸及政策处理等限制，解决的淤泥量相对较少，并对淤泥泥质要求高，防止对水体及周边环境产生二次污染.

(5)建材利用:淤泥中含有大量的黏土矿物，经无机化处理后，可用于制作水泥添加料、制砖、制轻质骨料和路基材料等.该方法对于污染控制要求不高，经过处理的淤泥可稳定大部分重金属污染物，缩小体积，节约堆场，但是作为烧砖制陶原料，用量小，烧结成本较高，市场需求量有限.

(6)生物利用:包括生产有机肥材料、生物炭制作等.有机肥料是将富含有机质的淤泥与动植物残体混合，发酵腐烂并经过无害化处理的肥料.生物炭是高有机质淤泥在缺氧或绝氧环境中，经高温热裂解后生成的固态产物.但浙江省河湖库塘淤泥有机质含量偏低，难以生物利用.

(7)焚烧:对符合热值要求、有机物含量高但重金属、有毒有害污染物超标不符合土地利用要求的淤泥可采用焚烧的方式处理.通过焚烧，可消耗大量的有机污染物，使得淤泥趋于稳定化，大大缩小土方体积，但该方法处理成本昂贵.

(8)卫生填埋:类似城市垃圾和废物的填埋处置，主要针对污染物质严重超标的污泥.卫生填埋的污泥需要进行脱水处理，以减少填埋量.卫生填埋场地有限；若防护措施不当，被处置的污泥将对环境生态系统造成污染[4].

一直以来，浙江省淤泥处置主要以自然堆填固结后用于场地回填、临时堆放等为主，淤泥的脱水处理通常采用自然干燥法，淤泥自然固结过程缓慢，需要几年甚至更长的时间.浙江省人多地少，土地资源稀缺，场地堆积填埋不仅影响了土地资源的利用，且存在无法有效减量、容易产生二次污染等问题，不能解决浙江省开展大规模清淤工作带来的问题.

2.2 淤泥快速固化技术

近两年，国内出现了不少淤泥快速固化处理技术.淤泥快速固化技术实现了淤泥短时间内固结，且处理后的淤泥具有高强度、低渗透的性质，为淤泥的有效处置及资源化利用创造了有利条件.

(1)技术方法及一般工艺流程

淤泥快速固化处理技术可分物理、化学和复合3种方法.物理方法又分为低位真空预压和机械脱水2种技术；化学方法则是添加化学药剂，如聚沉剂、固结剂等；复合方法则是结合了添加化学药剂和机械脱水方式.目前国内比较典型的淤泥快速固化处理技术包括武汉路德环保科技公司提出的“淤泥浆体脱水固结一体化技术”和广州市水电建设工程有限公司提出的“淤泥理化处理及复合固化成套技术及系统”等[5].

一般工艺流程(见图2)：①泥浆经管道输送至设备，经初步沉淀，分离出塑料、落叶等各种固体垃圾；②不同成分及数量的泥浆进入调节池后，在池中进行混合均化处理；③固液混合即，配料系统自动添加泥沙聚沉剂和固结剂；④经机械强制快速搅拌，使泥浆与添加剂充分混合；⑤固液压滤分离，经压滤机处理后，泥饼含水率降至40%以下；⑥泥饼外运，尾水经处理后排放.

图2 淤泥快速固化处理一般工艺流程图

(2)工艺特点及适用性

淤泥快速固化技术具有处理效率高、处理效果好、施工质量稳定、处理后泥饼强度高且不会产生污染等特点，较好地符合了“无害化、减量化”的要求，但也存在一定的不足之处.

优点：①与清淤排泥设备实现无缝对接，产能匹配，处理效率高；②通过添加泥沙聚沉剂和固结剂以改善淤泥的透水特性及固化性能，使泥水分离效率提高6～10倍；③脱水泥饼体积较水下淤泥体积减量60%以上，大幅降低处置后底泥的运输成本和占地费用；④脱水泥饼含水率40%以下，可实现对有害物质的钝化和固封，并且遇水不泥化，不会造成污染转移；⑤施工占地面积小，能实现分区分段、24 h工厂化作业，不受天气、场地制约，工期有保证[6].

缺点：①前期设备投入大，投资成本较高；②采用的固化材料一般为碱性，淤泥固化后的土质会发生变化，处理后的土基本只适用于填土等；③处理成本相对于其它方式偏高，大致在50～100元/m3.

适用性：淤泥快速固化技术适用于各种污泥的处理；但相对其它处置方式，其前期设备投入大，且处理成本也较高.因此，这种方式比较适用于较大规模的、产淤量大的工程，浙江省河湖库塘清淤及淤泥处置工程比较符合这一要求.

(3)技术突破空间

目前国内已有的淤泥快速固化处理技术尚处于发展初期，采用的机械设备，如振动器、混合器、压滤机等都是常规设备，而相对具有核心技术的是合理、经济有效的固化材料配方.因此，目前的淤泥快速固化处理技术含量不高，相关单位通过加强与专业院校及设计、科研院等单位的合作，机械设备及聚沉剂和固化剂等方面预计都将有较大的突破空间[7].

3 浙江省淤泥快速固化技术应用及思考

3.1 应用情况

淤泥快速固化处理技术可以说是解决浙江省大面积清淤、产生大量淤泥的“减量化及稳定化”处理的必然选择.武汉路德环境公司在绍兴市柯桥区建设的河道淤泥处理工程是浙江省的一个范本.2014年，柯桥区齐贤镇率先建成浙江省首个淤泥固化中心，成功解决了约70万m3淤泥堆放的难题；2015年，又新建两处淤泥固化中心，并出台《河道淤泥固化一体化运营管理暂行办法》，在浙江省率先实现河道清淤淤泥固化处置全覆盖.目前，绍兴全市已建成6个淤泥固化处理中心，采用“淤泥脱水固结一体化处理”技术施工，年处理能力达500万m3，解决了淤泥运输难、堆放难、计量难等问题.例如，上虞区面积最大的淡水湖皂李湖清淤整治，经测算，皂李湖清淤工程结束后，固化土将达60万m3.如果淤泥未经处置进行堆放，需要0.67多km2土地，固化以后，堆放这60万m3则仅需0.088 km2土地.而固化之后，对淤泥进行资源化利用就成了可能[8].

2016年10月，浙江省河湖库塘淤泥处置利用技术现场会在绍兴召开，推广绍兴当地的淤泥固化处理技术.同年底，省环保厅、省环科院共同编制了《浙江省河道淤泥处理处置技术及典型案例汇编》，这是浙江省首部系统性汇编现有河道淤泥处理处置技术的手册，基本涵盖了目前浙江省常用的河道淤泥处理处置技术手段.

3.2 关于资源化利用的思考

对于淤泥处置后的消纳利用是清淤工作的最后关键一步.除常规的堆放、填埋或制砖方法，各地都在摸索新的利用方式.近期，绍兴上虞区就在做一项名为“淤泥固化土种植”的实验，探索用经过脱水的淤泥固化土种植常见的经济作物.但以上方式对大量泥饼的消化仍有局限.

经多方调研，浙江省淤泥经固化处置后转运至海岛填海是消纳浙江省集中大规模清於淤泥的合适途径.例如，嘉兴一带的淤泥，可在嘉兴建立淤泥固化处理中心，淤泥经固化脱水后，再由内河船运经乍浦港转运至舟山附近海岛填海.目前，浙江省水利厅关于“舟山绿色石化基地成陆工程先利用嘉兴地区部分淤泥”的建议已得到省政府的肯定.相关部门可通过与舟山当地相关企业建立良好的、长期性的合作关系，将淤泥固化、转运、围垦填海等进行一条龙服务；同时，向省水利厅及省政府争取有关政策支持，通过减免运输规费、降低运费、适当提高淤泥处置费用等措施，可完全实现盈亏平衡.

4 结 论

淤泥处置及资源化利用是浙江省河湖库塘清淤工作中的重难点，淤泥快速固化处理技术是解决这一难题的有效方式.浙江省绍兴市柯桥区河道淤泥处理工程是省内成熟可行的一种模式，其他县市可参照该种模式，建立区域性的淤泥固化处理中心，接收清淤淤泥并脱水固化淤泥.同时，应积极探索新的消纳利用方式，最终实现淤泥处置的“无害化、减量化、资源化”目标.

[1] 马跃明.五水共治治出发展好局面——浙江谋划推进抓治水促转型[J].今日浙江,2014(1):10-13.

[2] 刘俊威,马 俊.关于浙江省河湖库塘清淤工作中淤泥处置的思考[J].中国水利,2016(18):58-59.

[3] 虞 伟.五水共治:水环境治理的浙江实践[J].环境保护,2017(z1):104-106.

[4] 包建平,朱 伟,闵佳华.中小河道治理中的清淤及淤泥处理技术[J].水资源保护,2015,31(1):56-62，68.

[5] 陶琛杰,顾晓惠,周 健.浅析河湖生态清淤及淤泥固化技术的研究与运用[J].江苏水利,2014(7):42-44.

[6] 赖佑贤,闫晓满.淤泥高效脱水与固化工艺流程研究[J].水利建设与管理,2017(3):40-43，15.

[7] 陆 萍,周思通,王怀露.淤泥固化技术的研究综述[J].价值工程,2015(4):107-108.

[8] 林 蔚.绍兴柯桥区河湖淤泥固化处置之道[J].中国水利,2016(6):25-26.

Desilting and Sludge Disposal in Rivers, Lakes, Reservoirs and Ponds

JIANG Ying

(Qianjiang Water Resources Development Co., Ltd., Hangzhou 310013, China)

In Zhejiang, the distribution of silt in rivers, lakes, reservoirs and ponds is wide and the total amount is huge. The traditional disposal methods for sludge cannot effectively solve the large scale dredging works, resulting in a large amount of silt in the short term. Sludge solidification technology, with such advantages as high efficiency, good effect, stable quality, high strength, no pollution of mud cake, etc, is the solution to solve sludge disposal. Taking river sludge treatment project in Keqiao district of Shaoxing city, the rapid sludge solidification technology can be spread in Zhejiang and has a big breakthrough space.

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TV697.3+1

A

1008-536X(2017)03-0060-04

2016-12-23

姜 颖(1972-)，男，浙江金华人，硕士，经济师，从事集团公司总部投资管理工作.