·观点摘登·

2018-03-27

水资源保护 2018年4期

中国水利学会疏浚与泥处理利用专委会综合讨论摘登

2017年11月25日，中国水利学会疏浚与泥处理利用专委会在河海大学朱伟教授的主持下展开了一场关于疏浚和泥处理的讨论。参加讨论的专家有：高斌友(安徽省合肥市政府副秘书长、环巢湖生态示范区建设领导小组办公室主任)、方红卫(清华大学教授)、范成新(中科院南京地理与湖泊研究所教授)、尹洪斌(中科院南京地理与湖泊研究所副研究员)、李凌(河海大学教授)、程南宁(上海勘测设计研究院高级工程师)、吴华财(中水珠江规划勘测设计有限公司高级工程师)、罗显文(浙江省疏浚工程有限公司项目经理/高级工程师)、丁海兵(青岛浩澳环保科技有限公司教授)、陈益人(三川德青科技有限公司总工程师)、戴力犇(无锡聚慧科技有限公司高级工程师)、李咏红(东方园林水生态所所长)，等。讨论主要以巢湖、太湖以及海口河道治理，以及有关企业做法为例，围绕如何尽可能减少清淤的量，淤泥的处理流程、技术和工艺，淤泥的出路等几个方面来进行。

1 减少清淤的量——以巢湖、太湖以及海口河道治理为例

a. 巢湖治理。巢湖治理从2012年11月份开始，到目前为止，一期和二期工程已经基本完工，三期和四期工程正在全面推进，五期和六期工程已经完成了可行性报告。巢湖的底泥处理目的，一方面是扩大河道的容量，提高河道流速，清淤之后主要找堆场堆放；另一方面是为了在巢湖岸边消落带筑坡，因为巢湖水位变化比较大，将底泥清淤然后在消落带筑坡，筑坡之后种植物，如芦苇、杨柳，以及引进的美国的杂交柳，把清淤后的底泥作为植物的营养质。但是巢湖大规模的底泥清淤还没有开始，因为暂时没有底泥处理标准，也要等待巢湖的湖盆测量结果，另外还要考虑很多因素，如与湿地的关系，包括施工过程中清淤深度的控制，施工机械的选择、施工后绩效评估等等。

b. 太湖清淤。太湖清淤从2000年开始，经过一期清淤，总共清淤大概110多km2，疏浚了3 400多万m3的污染泥。关于淤泥该清与不该清的问题，太湖确实有不该清的地方，尤其是东太湖，打着清淤的旗帜挖泥，其实挖的是黄土，要用工程力学上性质比较好的土去做经济开发区域的填土，甚至拿去卖。这个跟环保疏浚是两个完全不同的概念。从清淤的角度，主要还是清污染的区域，但实际上这很难评估，因为开始决定疏浚的时候是针对内源污染的，是为了控制富营养化，是针对氮和磷以及有机质，要先推荐疏浚区，然后规划治理区，再设一个保留区域和保护区。太湖推荐疏浚面积大概100多km2。

上海勘测设计研究院负责的太湖清淤工程设计分3个阶段。首先是进行现状基础资料的调查分析，调查包括底泥颗粒特性、底泥分布与释放、水质、生态、入湖河流及外源污染控制情况等。这阶段的底泥调查是普查，太湖2 338 km2底泥普查近岸平均是5 km2一个点，湖心区是20 km2一个点。第二步是开展疏浚分区研究，就是根据掌握的资料进行疏浚分区的划分，通过系统分析和GIS处理初步确定需要清淤的区域和需要保留和保护的区域。太湖清淤工程实施时，前期有一定的工作基础，如对整个太湖进行生态分区研究，基本上设计过程就是对其进行进一步复核。第三步是规模论证，主要解决平面清淤范围和垂向清淤深度两个方面的问题。对确定的需要清淤区域进行加密监测，并做进一步的详查。太湖清淤设计一般是200～500 m网格设1个点，做柱状样采样分析和释放试验，然后对分析的数据和确定的清淤范围控制指标体系进行判定，确定每个点代表的范围是否需要清淤。清淤范围确定后，再根据清淤范围内的柱状样的分析结果，与确定的深度指标进行对照，其中主要考虑拐点、浓度控制和释放等因素。

c. 海口河道清淤。海口河道清淤具体需要考虑的问题与湖泊还不太一样，因为河道有一个最基本的行洪功能要求，所以在确定清淤量，包括清多深和具体清淤范围的时候，主要从两个方面来考虑：一是要清除作为内污染源而存在的污染底泥，这是从河道水环境改善的角度来考虑；二是要保持河道行洪断面的要求，这是从河道需要具备的水利功能来考虑。这两个条件都要满足，海口清淤工程项目基本上都要清到行洪断面。

2 淤泥处理流程、技术与工艺

a. 流程。城市河道的污染最严重，因为在水沙循环的过程中加入了人类活动的影响。水库、湖泊和近海的海域也是泥沙聚集地。从演变的趋势来分析，湖泊，水库总体上是处于淤积状态，尽管现在许多的水库已经不涉及淤积的安全问题，但是，床面是在抬升的。水库下游的河道，尤其是中小河道冲刷形成泥沙输移，对此，应该先做比较分析，然后集中处理。首先要弄清楚泥的总量。不仅是淤积的总量，还有受污染的总量，待处理的泥沙可以通过两种途径处理：一种是原位处理，一种是疏浚后通过其他的办法进行消纳。首先要通过评估弄清哪些淤泥进行原位处理，哪些进行疏浚处理；然后就是工艺和手段的问题；最后还要做疏浚效果评估。

b. 技术与工艺。底泥覆盖是一个物理过程，目前主要采用活性材料来吸附底泥的氮磷、重金属、有机物。底泥覆盖的核心是吸附材料，要掌握吸附材料对底泥吸附的容量是多少，能够达到什么修复效果。还要了解底泥处理技术(包括底泥疏浚、底泥覆盖、底泥钝化)的适用性。底泥钝化首先要考虑水动力问题。在深水湖、水动力比较差的河道以及湖湾，可以尝试使用底泥钝化技术。

使用底泥原位处理技术后，底泥有机物被降解，泥的密度变大，颗粒变大，沉到底部。但是磷的循环是从磷灰石回到磷灰石，所以必须要能把磷沉淀到底泥下边。这就存在未来二次污染的风险问题。当河流的流速较快，如洪水时，这些污染物质就会出来。处理办法是，在底泥中放置吸附磷的载体。当载体吸附的磷达到饱和时，把载体挪到大池子里，把磷处理掉后，再把载体放回水中，继续用来除磷。针对河道污染底泥的特定目标污染物，选择原位投加，能够激活底泥微生物的生长基质，形成能有效降解底泥中目标污染物的微生物，达到原位处理污染底泥的目的。这种方法有别于投加微生物处理的方法，因为直接投加微生物可能会涉及菌体流失的问题。

c. 案例。浙江省疏浚工程有限公司目前主要采取绞吸式挖泥船进行清淤，大概40%的项目都是要对泥进行处理，大概60%的项目是将泥直接堆放。选择堆放是因为当地有很多矿坑可以利用。经过一两年的时间，最后的泥质量较高，因为排水条件比较好，而且泥固结的时候，上层还可以种地，从而增加耕地。另外的20%的泥主要是用作沿海区域的填海。占总量的40%的需要固化的或需要处理的淤泥中，大约10%的工程在疏浚的时候使用真空预压的方式，需要一定的面积去摊开淤泥进行处理。很多的淤泥处理采用了板框脱水，但是板框处理后的泥饼碱性太高，迫切需要化学调理剂，使出来的土非碱性。第二个方面就是固化处理，固化处理的土也是碱性的，所以对板框后的土和固化土的高碱性问题需要展开研究。

三川德青科技有限公司(以下简称三川德清)在城镇的排水管网污泥的处理和处置方面做了些工作。2017年分别在第一批海绵城市建设试点城市的武汉市青山区和湖南省常德市各建成了一个城市排水管渠污泥处理示范站，正在河南省建设处理规模稍小的第3个示范站，目前已完成了一个城镇排水管渠污泥清淤相关的国家水专项产业化项目的中期检查。相对于城市的内河内湖，城镇排水管渠位置处于前端，也是污水处理厂的前端。“黑臭在水里，根源在岸上，关键是排口，核心在管网”，从本质上说明了控源截污的重要性。长期以来，管渠清淤的污泥快速处理和清淤后的通沟污泥如何处置是重要问题。三川德清在管渠、泵站清淤现场先做一个移动式的车载污泥处理设备，及时进行污泥脱水减量，然后对各处分散搜集的难以安全处理和处置的通沟污泥集中整合到一个终端的综合处理中心，通过湿法分类、分级，有机物与无机物的分离，固液分离，使固体物质形成可进一步资源化利用的产品原料，而碳源丰富的污水则进入污水处理厂。这样既保证了管渠、泵站等排水设施的日常性维保工作顺利进行，也解决了管渠污泥的最终去向问题。最后处理出来5～6种具备资源化利用条件产品。这5～6种产品里面，砂和卵石之类的无机物质的有机烧蚀率低于3%～5%，三川德清就把它作为建筑工程原料或制成建材产品，将有机质较高、含水率低的泥饼做成园林绿化用土和土壤基质，对垃圾进行焚烧，实现了污泥的全量处理。从水下的清淤机器人开始，到高效的脱水减量设备、改性固化药剂等一些新材料，三川德青都做了从工艺、装备到材料的研究，希望结合相应的工程规划，能够就地、就近实现资源化利用，此外，还针对盾构废浆和建筑渣土的安全处理与资源化利用问题，在自有的专用装备基础上，做了延伸的工艺技术集成研究。从下水管网的清淤出来的泥，其性质介于河湖底泥和污水处理厂污泥之间，有机质含量非常高。对这些泥的处理，可通过湿法方式进行分离，或通过机械和物理的方式利用物料的重力差、密度差来分离，还可利用强力擦洗等一些专用装备来进行分离。

无锡聚慧科技有限公司在福州河道清淤处理中采用了离心脱水新技术。公司研发了一套移动式的清淤脱水再固化的集成设备，但福州项目的场地很狭小，而这套设备在使用的时候需要一定的场地条件，因为条件不足，现在使用过程中出现处理效率比带式压滤机和板框稍微高一点、但是能耗很大的问题，而且因为设备在设计的时候有一些不合理的地方，配套设备出现很多问题，导致整个系统停滞。问题主要是该技术需要一个调泥池，而当初设计的调泥池起不到调泥的作用，所以在现场还要在河套里面放一个很大的沉淀池。