浅谈湖泊疏浚底泥干化及利用

浅谈湖泊疏浚底泥干化及利用

摘要：环保疏浚过程中会有大量的污染底泥产生，如果按照传统的底泥处理方式进行处理，就必须寻找大量的土地来进行堆置，然后再利用自然干化的方法进行固结利用，在城市土地资源日益紧张的今天，势必会成为影响环保疏浚效率和经济效益的一个重要因素，并且增加了工程投资，所以如何能使疏浚底泥快速干化，并且资源化利用显的尤为重要。

关键词：污染底泥疏浚干化资源化

1引言

近年来，随着城市化进程的不断加速、工农业的迅速发展和人口的不断增长，以及人们环保意识的淡薄，大量未经处理的工业废水和生活污水，源源不断地排入湖泊、河流等水体，导致我国许多湖泊、河流都受到严重的污染，排放的污染物大量积聚在湖泊底泥中，对水体而言，底泥成为了入湖物质如有机物、污染物、营养盐等的蓄积库，经过多年的不断积累，湖泊底泥中的营养盐、重金属、有毒化合物等通常是上覆水体的数倍，且污染程度仍有继续加剧的趋势[1]。根据近期国家环保总局发表的环境公报，目前我国主要湖泊富营养化问题依然突出，湖泊污染底泥已经在世界范围内对人类的健康和环境构成了威胁。

2 疏浚底泥的脱水处理

2.1自然干化脱水

通常在疏浚底泥堆场内堆存实现，底泥干化过程中，底泥一般简单地放置在一片较为开阔的地方，在干化的第一天，底泥中的水分大部分得到分离，浮泥下的水层通过渗流排入砂层，底泥依靠蒸发继续进行干化，直至其含水率达到处理要求。为防止散发臭气，孳生蚊蝇，底泥在干化前需进行稳定化处理，自然干化脱水是最简单但是耗时长，需要大量土地的一种底泥处理方法。

2.2机械脱水

借鉴城市污水处理厂污泥的机械脱水技术，目前已有部分实例应用于疏浚底泥的工程实践中。在借鉴污水厂污泥脱水技术应用于疏浚底泥脱水时，应考虑疏浚底泥和污水厂污泥之间存在的一些差异，其中：①疏浚底泥相对于污水厂污泥，其可压缩性、比阻和有机质含量都很低，因此比污水厂污泥易于脱水；②污水厂污泥脱水前含固率一般为3％～6％，而疏浚底泥含固率一般为5％～10％；③疏浚底泥中含有石块、渔网等大件垃圾，必须在脱水前进行筛选予以去除，否则妨碍和破坏脱水机械的正常运转；④污水厂污泥的产生相对是连续的、均匀的和长期的，而疏浚底泥的产生一般是间歇的、不均匀的和短期的；⑤污水厂污泥的排放尾水可以较为方便的回流至污水处理设施进行处理，而疏浚底泥脱水尾水一般不能直接排入下水道，而必须进行单独处理，达标后可回注水体。

2.3干燥脱水

可借鉴自城市污水厂污泥的干燥技术，污泥干燥是使用人工热源以工业化设备对污泥进行深度脱水的处理方法，尽管污泥干燥的直接结果是污泥含水率的下降，但与机械脱水相比，其应用目的与效果均有很大不同。污泥机械脱水包括污泥浓缩，其目的以减少污泥体积为主，但脱水泥饼除了含水率和相关的物理性质，如流动性与原状污泥有差异外，其化学、生物等方面性质并不因脱水而产生变化，目前还缺乏疏浚底泥干燥脱水的工程实践[3]。

2.4土工管袋技术

土工管袋是一种由高强土工织物制成的大型管袋及包裹体，其直径可根据需要变化，最大已超过长可达数十米。土工管袋最初用于围堤工程中，目前已被应用到环境保护、农业等领域，土工管袋可应用在环境保护方面，美国、澳大利亚、日本等国都有将土工管袋应用在环境保护方面的实例，如美国处理皮革厂废水、澳大利亚处理城市污水、日本围护受到二氧芭污染的土壤系统等[2]。我国也正逐步应用该项技术如昆明滇池底泥疏挖工程，并取得一定的成效。

3疏浚底泥资源化利用

3.1 污染底泥焚烧发电

有机质含量高的污染底泥具备一定的挥发份、发热量，经泥沙分选后，用于焚烧发电，实现底泥的减量化、无害化、稳定化处置和资源化利用，底泥焚烧发电有以下几个优点：

①明显的减量化。在所有的底泥处置方法中，焚烧方法产生的剩余物最少，可以实现最大程度的减量化。

②无害化效果明显。主要表现在以下方面：

1）底泥中所有的有机污染物，如病菌、病毒、二噁英等，在高温焚烧过程中被烧尽，消灭。

2）底泥焚烧发电对控制二噁英效果很好。国内外二噁英的研究结果已证明了将垃圾与煤混烧可以抑制二噁英的生成。燃煤释放的SO2在S/Cl摩尔比大于1时可以明显地抑制二噁英的生成，而底泥中的S/Cl摩尔比是垃圾的7～10倍，所以抑制二噁英生成的效果更好。因此，底泥焚烧发电，不仅能烧掉原始底泥中的二噁英，同时也极少会再产生二噁英。

3）重金属的污染控制好。底泥中的重金属多是以有机化合物或无机化合物的状态存在于底泥之中，当水体中的重金属离子浓度低时，底泥中的重金属又会释放出来污染水体。与此类似，疏挖出来的底泥，其重金属也是不稳定的。

然而，底泥在焚烧过程中，所含的重金属在高温燃烧到低温冷却的作用下，会牢固地吸附在多孔的灰渣上。底泥焚烧后的灰渣采用干式堆存，灰渣属于碱性物质，即使在雨天，灰渣中的重金属也会比淤泥中的重金属更牢固地吸附在灰渣上[3]。

3.2 底泥的材料利用

底泥作为建筑材料制造原料利用，基本的途径可按对污泥预处理方式不同分为两类：其一是底泥脱水干化后，直接用于制造建材；其二是底泥进行以化学组成转化为特征的处理后，再用于制造建材，其中典型的处理方式是焚烧和熔融。一般而言，前一途径适合于主要由无机物组成的底泥；后一途径适合于有机组分多的底泥。

总之，底泥作为建材原料利用，虽然其前处理过程较为复杂，经济效益稍低，但是显著节约处置用地，并具有显著的生态环境价值。

3.3底泥固化制作土工材料

据调查，采用先进的固化技术可以使污染底泥固化并达到规定强度，固化淤泥可以用于堤防工程、道路工程和各种市政工程的填土施工。日本采用固化剂淤泥固化技术，固化淤泥的无侧限抗压强度可达200kPa以上，其固化剂采用单一材料制造，处理费用约40元/m3以上。目前国内也正在进行的疏浚底泥固化处理研究，采用单一型和复合型两种固化材料，预计单一型固化污泥土工材料无侧限抗压强度可达200kPa，而处理费用小于30元/m3，复合型固化污泥土工材料无侧限抗压强度可达150kPa，而处理费用小于25元/m3，如果该污泥固化技术能够成功，将有广泛的应用前景[6]。

3.4 污染底泥制造水泥

污染底泥中含有较高的钙、硅、铝，可用来代替传统的石灰石、粉煤灰制水泥，而且底泥中有机质含量较高，在熟料的烧制过程中释放热能，从而降低能耗，减少燃料的使用，进而降低成本。根据昆明水泥股份有限公司的调查研究结果，用污染底泥制水泥的生产工艺和设备与现有工艺和设备基本相同，可以利用现有设施实现产业化，为拓展新型建筑材料的生产，找到增长点。

4结语

湖泊疏浚是今后城市污染湖泊治理的主要措施之一，对疏浚底泥的快速脱水，并将脱水后的底泥加以资源化利用，充分利用有限的土地及底泥的资源价值，在运用上述底泥脱水干化技术的同时，根据实际情况将干化后的疏浚底泥资源化利用，是底泥干化利用的一个重要研究方向。