專家講解：黑臭水體中疏浚底泥處置現(xiàn)狀 、案例分析

水處理網(wǎng)訊:自“水十條”發(fā)布以來(lái)，全國(guó)上下，尤其地級(jí)以上城市，都掀起一場(chǎng)黑臭水體治理風(fēng)波。黑臭水體治理手段包括：控源截污、內(nèi)源污染控制、生態(tài)恢復(fù)等等，其中內(nèi)源污染控制的主要手段是清淤疏浚，對(duì)河道底泥進(jìn)行處理。

河道底泥一般含水率高、強(qiáng)度低，并有潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)清出的污泥缺乏足夠的土地或者空間貯存。因此，如何預(yù)測(cè)產(chǎn)泥量、如何選擇正確清淤方式、如何控制污泥環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)以及尋找底泥出路是清淤疏浚處理底泥需要落實(shí)的幾個(gè)最重要的問(wèn)題。今天以趙軍樂工程師的《黑臭水體治理中疏浚底泥處理處置》報(bào)告，向大家講解底泥疏?，F(xiàn)狀。

趙樂軍：天津市市政工程設(shè)計(jì)研究總院副總工程師

01  國(guó)內(nèi)外污泥處置現(xiàn)狀

目前，國(guó)外底泥處置方式基本有以下4種：

(1)開放式水體處置

該方法將沉積物通過(guò)管道、船舶或車輛運(yùn)輸?shù)狡渌恿?湖泊/海洋。要求沉積物未被污染，同時(shí)需要對(duì)受納水體進(jìn)行評(píng)估，不適于處置污染河道的底泥。

(2)限制式處置

將沉積物放入與附近水體隔離并且筑堤的洼地，進(jìn)行衛(wèi)生填埋。

(3)利用處置

將污泥用作建筑材料或者路基材料，以代替粘土。美國(guó)一些地區(qū)將一些疏浚物用于修建碼頭、建造濕地、作為水泥添加物。但這種處置方式可能會(huì)使底泥中污染物造成二次污染。

(4)原位修復(fù)

原位修復(fù)包括以下幾種類型：利用生物—生態(tài)修復(fù)技術(shù)在原地直接吸收、降解污染物;通過(guò)在底泥表面鋪放一層或多層清潔泥沙等天然礦物，使污染底泥與上層水體隔離，從而阻止底泥中污染物向水體遷移;通過(guò)向水體底泥投放化學(xué)藥劑，使表層底泥固化、穩(wěn)定化，形成一個(gè)底泥覆蓋層，阻止深部底泥中污染物向上遷移。該處置方式的缺點(diǎn)是不能提高河道防洪排澇能力。

總體來(lái)說(shuō)，國(guó)外對(duì)底泥進(jìn)行原位處置的占比很高，以美國(guó)1982-1999年底泥處置工程統(tǒng)計(jì)為例，其中58%是異地處置，42%是原地處置。相比之下，我國(guó)基本上還是以異地處置為主。

02  底泥處置工程案例

A河道及兩條支流全長(zhǎng)81.6km，自1965年改造至今，40余年來(lái)一直是某城市南部區(qū)域主要工業(yè)廢水、生活污水及污水處理廠尾水的排放通道。目前，該河道斷面逐年減小，河底淤泥深達(dá)1-2m，沿河構(gòu)筑物損壞嚴(yán)重且規(guī)模不足。對(duì)該河道水流及底泥進(jìn)行調(diào)查，水質(zhì)氨氮達(dá)125mg/Kg，生化需氧量246mg/Kg，流泥層含水率50%-100%，軟泥層含水率38%-50%，原狀土層含水率33%，污染嚴(yán)重。

取該河道100m試驗(yàn)段進(jìn)行研究，總淤泥量為2866.5立方米。對(duì)底泥進(jìn)行兩種清淤(水力、機(jī)械)方法以及三種脫水(風(fēng)干、抽真空、機(jī)械脫水)方法。清淤結(jié)果：水力清淤平均含水率90%，機(jī)械清淤平均含水率83%。脫水結(jié)果：自然風(fēng)干脫水后水力清淤污泥含水率從90%降到70%大約需要20天;機(jī)械清淤含水率從83.3% 降到70%大約需要13天。抽真空脫水后水力清淤污泥含水率從90%降到70%大約需要32.3天;機(jī)械清淤含水率從83.3% 降到70%大約需要26.5天。機(jī)械脫水后的沉積物含水率平均為73.2%, 并且很難低于70%。

對(duì)河道軟/硬泥中污染物平均值進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)其利用途徑進(jìn)行分析。

(1)園林用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)與河道軟/硬泥中污染物平均值比較：軟泥樣本平均值中，鋅、鎘的含量超過(guò)了園林綠化用泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中酸性土壤的控制標(biāo)準(zhǔn);軟泥樣本平均值中，鎳、汞的含量，超過(guò)了園林綠化用泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)酸性土壤和堿性土壤的控制標(biāo)準(zhǔn);硬泥樣本則無(wú)超標(biāo)現(xiàn)象。

(2)土地改良用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)與河道軟/硬泥中污染物平均值比較：軟泥樣本平均值中，總鎘、鋅、鎘的含量超過(guò)了土地改良用泥質(zhì)對(duì)酸性土壤的控制標(biāo)準(zhǔn);鎳、汞的含量超過(guò)了土地改良用泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)酸性土壤和堿性土壤的控制標(biāo)準(zhǔn);硬泥樣本則無(wú)超標(biāo)現(xiàn)象。

(3)農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)與D河道軟/硬泥中污染物平均值比較：軟泥樣本平均值中，銅、鋅、鎳、汞的含量均超過(guò)農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn);硬泥所有污染物并無(wú)超標(biāo)現(xiàn)象。

03 重污染湖泊治理工程案例

S湖于1976年4月開始接納工業(yè)廢水，大部分是化工廢水。由地下管道輸入的全區(qū)工業(yè)廢水，待汛期可泄洪時(shí)，提閘放入河內(nèi)，隨同河水一并入海。污水庫(kù)的總面積約為256.67公頃，庫(kù)內(nèi)存量污水總量為239.99萬(wàn)立方米，污染的總泥量為299.38萬(wàn)立方米。

對(duì)該湖流域進(jìn)行監(jiān)測(cè)布點(diǎn)，重點(diǎn)區(qū)域主要有西岸以及南岸的淤積區(qū)，從污水進(jìn)口到出口的水流軸線上以400m為網(wǎng)格均布監(jiān)測(cè)斷面，共有18個(gè)位點(diǎn)，同時(shí)在可能污染的重點(diǎn)區(qū)域加設(shè)1-3個(gè)采樣點(diǎn);在污水庫(kù)內(nèi)以100m為間隔均布，設(shè)217個(gè)底質(zhì)監(jiān)測(cè)位點(diǎn)。

對(duì)該湖流域進(jìn)行底泥采樣。第一階段共有25個(gè)采樣點(diǎn)，采樣深度4m；監(jiān)測(cè)的主要目標(biāo)是對(duì)底泥污染狀況進(jìn)行定性分析，摸清底泥主要污染物種類和分布狀況;第一批底泥分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，污水湖底泥污染主要集中表層80cm左右的黑泥層，至1.5m處各點(diǎn)位基本可見到原狀的粉砂質(zhì)粘土層。第二階段共192個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，是在第一階段監(jiān)測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上，在所有位點(diǎn)，對(duì)第一階段檢出的重點(diǎn)污染項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)測(cè)，全面反映污水湖的污染狀況。

對(duì)217個(gè)底泥鉆孔進(jìn)行觀察和分析，發(fā)現(xiàn)污水湖底泥普遍具有十分明顯的層序結(jié)構(gòu)。頂部為黑色粉砂粘質(zhì)泥層——嚴(yán)重污染層，厚度一般在1.3-2.5m之間，總體呈黑色，以黏土質(zhì)和細(xì)粉砂質(zhì)的顆粒物為主，平均粒徑在5-11μm之間，屬于重壤土和輕粘土之間，有機(jī)質(zhì)含量較高，有明顯臭味。底部棕黃色泥層，以棕黃色自然沉積為主，含水量較低，在70%左右。絕大部分樣點(diǎn)平均粒徑在6-9μm之間，無(wú)異味。兩層之間分界鮮明，未發(fā)現(xiàn)有明顯的污染物過(guò)渡帶層。

嚴(yán)重污染層分層按照含水率的不同可以從表征上分為三個(gè)亞層：最上層為水溶膠亞層，該層為固液相的過(guò)渡帶，含水率在98%以上，厚度在20-80cm之間，整體上隨著水深的變化而變化，該層與水層存在明顯的重疊，隨著水體的受擾動(dòng)程度不同而發(fā)生變化;中間為黑色絮凝亞層，該層位于水溶膠亞層以下，為厚重黑色絮狀層，其厚度在20-60cm之間，平均含水率在90%左右;最下層為黑色粘土亞層，該層平均含水量85%左右，厚度在0.3-1.2m之間，以黑色黏土、粉砂及細(xì)砂沉積物為主;三個(gè)亞層中前兩層具有一定的流動(dòng)性，在擾動(dòng)較大的情況下，可以隨著水流進(jìn)行遷移 ，容易向上擾動(dòng)進(jìn)入上層水體。

對(duì)底泥中污染物進(jìn)行檢測(cè)，共檢出污染物30項(xiàng)，其中：重金屬和無(wú)機(jī)類污染物11項(xiàng);半揮發(fā)性有機(jī)物9項(xiàng);農(nóng)藥類3項(xiàng);揮發(fā)性有機(jī)物6項(xiàng);二惡英1項(xiàng)。其中汞的污染最為嚴(yán)重。

04 結(jié)論與建議

1、重視底泥的調(diào)查(泥量、泥質(zhì))

建議泥質(zhì)調(diào)查應(yīng)分成兩個(gè)階段，初步調(diào)查和詳細(xì)調(diào)查，每個(gè)階段實(shí)施前制定詳細(xì)的調(diào)查方案，建議制定底泥污染調(diào)查的規(guī)范。

2、綜合平衡運(yùn)輸費(fèi)用和處理費(fèi)用的關(guān)系

對(duì)于運(yùn)距較遠(yuǎn)的項(xiàng)目，應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)最大限度降低含水率。

3、至少一個(gè)污泥填埋廠或者堆置廠是必要的

底泥的含水率>60%時(shí)，強(qiáng)度很低，需要對(duì)關(guān)注填埋的巖土力學(xué)問(wèn)題。

原標(biāo)題:專家講解丨黑臭水體中疏浚底泥處置現(xiàn)狀 、案例分析