河道底泥环保疏浚方式及处理方案探析

河道底泥环保疏浚方式及处理方案探析

摘要：河道底泥环保疏浚管理，是可持续性产业探索与开发的主要实践方式，

它与城市环境优化、资源循环利用之间有着密切联系，该工作具有基础性、多元性、计划性特征。基于此，本文从河道底泥的疏浚意义出发，探索了河道底泥环

保疏浚的两个方式：抽水法清淤以及水下机械化清淤，并且对自然干化法、土工

管袋脱水法以及机械脱水法三个处理方案进行了分析，希望相关研究能够为环境

工程发展带来帮助。

关键词：河道底泥；环保疏浚；自然干化法

引言

随着人口的增加，城区面积的扩建，以改善环境为目标，做到绿色疏浚俨然

成为河道底泥疏浚的前进动力和方向。河道底泥含有丰富的营养物质，同时也是

重金属等污染源的聚集地，即使外源上得到有效控制，但是由于泥沙沉积以及生

物因子的作用等原因，河道内源的有害物质也不容易清除出去，因此选择良好的

河道底泥疏浚方式和处理方案是很重要的。

1 河道底泥环保疏浚方式

1.1抽水法清淤

抽水法清淤属于河道底泥疏浚的干水作业，也叫干水法清淤。清淤的机械设

备分为两种：挖掘机和水力冲挖机。

1.1.1 挖掘机干式清淤

挖掘机干式清淤主要对季节性河流、非主河道、小型河道进行清淤。挖掘地

点选取在裸露地面，或是通过在水下设立围堰把水拦截，水排干净后分块对河道

底泥清淤，最后用渣土车将底泥运到其他地方。挖掘机清淤的优点是技术要求低，但是它的缺点是清淤不够彻底。

1.1.2 水力冲挖机清淤

水力冲挖机首先用高压水枪对淤泥进行冲刷，然后把淤泥搅动成泥浆状，通

过管道被送到岸上。相比于挖掘机，它的优点是成本低，而且清淤彻底，不易造

成二次污染，但是受天气影响。两种方式都是干水法清淤中的有效方法，具体操

作时可以根据二者的特点进行选择[1]。

1.2 水下清淤

水下清淤指的是带水清淤，具体原理是以船为平台，在水下进行清淤作业的

方法。水下清淤主要借助几种主要的机械设备：

1.2.1 绞吸式挖泥船

绞吸式挖泥船主要由铰刀、吸管、浮体三部分组成，其作用原理是：首先用

铰刀将底泥搅松动，和水混合成泥浆，然后借助吸管吸入泵体再通过排泥管道运

到排泥区，整个过程是一个挖、运、吹的一体化流程。绞吸式挖泥船适合对深度

较大的河道底泥进行清淤，因为管道全封闭，因此它的优点是泥浆不会出现泄露

的问题，而且不会对河道运行产生影响。但是它的缺点是形体大，操作不够灵活。

1.2.2 耙吸式挖泥船

耙吸式挖泥船清淤法，也是水下清淤法中效率高的清淤方法。其主要是利用

大型自航和装舱式控泥船进行清淤，这种大型自航带有靶头挖掘机具和水利吸泥

装置。具体操作原理是：将靶吸管深入地底，在泥浆泵的真空作用下，用靶头和

吸泥管将底泥送到控泥船泥仓。耙吸式挖泥船适合在狭长的沿海航道开挖，其优

点是操作效率高（图1）。

图 1 耙吸式挖泥船的施工流程图

1.2.3 抓斗式挖泥船

抓斗式挖泥船清淤过程中，首先将前臂抓斗深入到河底，其次用抓斗抓住底泥，再闭合抓斗提上来，最后松开抓斗将底泥卸到船上。通过这样反复的过程达

到对河道底泥的清理过程。抓斗式挖泥船的优点是适合挖掘深而厚的底泥，但是

由于不好控制，因此不适合挖掘浅层的淤泥（图2）。

2 河道底泥的处理方案

河道底泥的处理方案从四个维度来考量：减量性、稳定性、无害性以及资源性，而针对河道底泥的处理方案在此主要探讨自然干化法、土工管袋脱水法以及

机械脱水法三种：

图2 抓斗式挖泥船施工流程图

2.1 自然干化法

自然干化法是通过下渗和蒸发掉河道污泥中的含水量，对河道底泥进行处理

的一种方法。这种方法是一种简单经济的脱水方法，主要依靠蒸发使底泥脱水，

其特性被污泥干化池采用，都是通过蒸发水分达到处理污泥的作用。对于河道底

泥的处理和普通的污泥处理是一样的原则，而污泥干化处理分为压缩机处理和污

泥干化池处理两种，污泥干化池比压缩机节省成本和费用，因此在污泥的处理上

比较常用。自然干化法具有下渗和蒸发两种原理，针对于下渗原理，运用自然干

化法的操作方式是：首先构筑污泥干化场，一般是采用通过土堤围成的平地，其

次在平地上铺层薄薄的碎石子，并且同时设置好排水的管道。经历2-3天的下渗，使含水量降低15%-20%，再通过蒸发原理使污泥的含水量更大程度地下降。通过

自然干化法，污泥的表面风干成坚硬的土块，但是由于淤泥自身的特点，即使经

历几十年，它的里面也会有存留的泥浆存在。自然干化法适宜在干燥少雨的地区

使用，因此缺点是受降雨的影响较大[2]。

2.2 土工袋脱水法

土工管袋脱水法和自然干化法有着密切的关系，其是在自然干化法的基础上

演变而来的。这种方法不需要借助大的机械设备，只需要施工人员利用土工管袋

进行操作。土工管袋脱水法是通过土工管袋的过滤功能来实现的，将淤泥放入管

袋内，在其中加入净水药剂搅拌使泥和水分离开，水渗出管袋外面，只留下淤泥。操作方案以珠三角的某城区为例：河道底泥多位于城区，距离居民住地较近，根

据这一情况，实施土工管袋脱水法的场地可以设置在离城区较远的地方，同时距

离河道底泥的地区近一些，方便运输底泥。将底泥运输到土工管袋的场地进行装袋，再加入药剂使底泥脱水。因为没有较高的技术要求，所以土工管袋法处理底

泥是一个较为漫长的过程，底泥的处理率也较低，因此适合在没有工期要求以及

用地要求的地区使用。

2.3 机械脱水法

机械脱水法是采用专用压滤脱水机对河道底泥进行脱水处理的方法。压滤脱

水机可以对淤泥产生高压作用，使水和淤泥迅速分离，从而达到一个淤泥的脱水

处理效果。机械脱水法的脱水率很高，脱水后的泥饼可以进行资源再利用，非常

的环保。具体布置方案以在九龙湖建设机械脱水场为例，场址建在九龙湖污水处

理厂附近，规模大约2000m3/d，将河道底泥运输到底泥处理厂，将底泥进行综

合评估，再进行分类，然后用压缩脱水机对其进行高压作用，使之脱水。脱水后

的底泥可以作为园林土或者供其他所需要的用地使用，其达到了资源再利用的目