河道底泥处理技术和资源化利用研究进展

河道底泥处理技术和资源化利用研究进展

武志明

华设设计集团股份有限公司，江苏 南京 210000

摘要：河道底泥是一大环境问题。当水环境变化时，底泥中的营养物质和污染物都会回流到水体中，如何处理二次污染，控制河床的规模是城市河流水污染综合治理的重点。本文综合运用物理、化学、生物等手段，对河道底泥处理的资源利用，特别是土地利用进行了系统研究，指出底泥处理有利于生态环境的保护和可持续发展。

关键词：底泥处理；资源化利用；综合利用

“河长制”实施后，全国各级政府对黑臭河流集中整治。对黑臭河流的治理主要采取“接管集污、疏浚、排水”等循序渐进的方法，城市河道的内源污染治理是治理的发展方向之一，而清淤是控制内陆河污染的重要措施之一。河道的污染会使水中的溶解氧严重减少，产生异味，严重影响居民的生活环境。由于城市河道底泥淤积严重，渠道疏浚清淤难度较大，对底泥的处理和利用一直是一个难题，本文介绍了目前常用的河道底泥处理工艺，并着重介绍了河流污染物的处理和利用技术。

1 河道污染底泥处理技术介绍

河道污染河道常用底泥处理工艺见图1。切割机吸尘袋内的底泥由管道输送至底泥处理场，垃圾、石块由格栅分选，排泥由格栅分选，排泥由格栅分选至沉砂池，并分离出沉淀系统中的粗砂颗粒200mm以上;沉淀池底泥经化学处理后，送至调节搅拌罐，再送至半脱水车间脱水，为实现水泥饼的可再生利用，还必须加入石灰等碱性物质，使水泥饼呈碱性，对土壤造成一定的破坏。另外，这种河道底泥分离器只能分离河道泥中的大小沙粒，沙粒呈黑色，达不到销售标准。

图1 底泥处理工艺

2 国内外河道底泥处理技术

2.1 物理修复技术

物理法是利用技术手段清除河道底泥中污染物的一种方法，特别是现场掩蔽法和移位挖掘法。环保型挖掘机能永久清除河道底泥，已广泛应用于国内外河道底泥处理处置工作中，阿哈水库为解决内源性污染问题，采用真空吸尘器对环保专业人员进行标准化处理，使水库工程规模达10万立方米，抗污染能力明显增强。

2.2 化学修复技术

利用化学修复法，可以在水中加入化学剂，降低污染物的毒性，使污染物与水体发生反应。化学处理通常采用沉淀-凝结，洗脱，臭氧氧化，电修复，釉化等方法。同时，PTCH能稳定泥浆中的污染物，对磷有良好的控制作用，而硝酸钙能有效地氧化河流泥浆中的有机物和黑臭物。弱钝化原位钝化技术是一种有效的湖内源污染治理技术，主要采用物理和化学方法，如加入钝化剂，使之沉降、吸附等，从而对湖底污染物和水体造成不利影响。

2.3 生物修复技术

2.3.1 植物修复技术

植物修复是环境组织工程的传统技术。利用贵州省贵阳市南明河清淤底泥治理重金属污染，挖掘园林植物潜力，对金银花、蜡梅等植物吸收铜锌的能力和修复效果进行了分析论证，并通过盆栽试验测定了河底泥中镉、铅含量。

2.3.2 微生物修复技术

微生物修复技术检测中，以生物酶、微量元素为刺激因子;以水中和河道底泥中的有机污染物为养分，对废水进行净化，对底泥进行分解，消除恶臭，利用固定化微生物载体颗粒修复姚晨珍等河流，运行费用低，只需添加一次材料，3个月后，在微生物群落和微生物支持的共同作用下，黑臭现象在水体和河床上逐渐消失。

3 底泥资源化处理处置

3.1 底泥工程应用

底泥固化技术是将石灰、炉渣、水泥等固体材料加入泥浆中，搅拌5%水泥、5%钙质、20%高炉渣及河道底泥，经过90天的养护，达到河道底泥的最高强度。使用水泥砂浆复合固态填料，稳定路基，能有效地预防路基渗漏、侵蚀等工程建设过程中发生的渗漏、侵蚀，并可利用光照技术发展再生岩土材料，解决土壤短缺的问题。利用铁基生物量等新的稳定剂稳定渗出底泥，在堤顶段设置致密底泥以达到整体防渗效果，在处理段重建植被以恢复河流生态景观。

3.2 制作陶粒

用河道底泥作主要原料，煤渣、矿渣、飞灰、铁粉、房泥等，采用杨新燕中尉等人利用无锡某重金属沉淀物，通过风干、研磨、造粒及高温燃烧，制得陶粒。应用响应面分析法(RSA)，对河床沉积物制瓷工艺进行优化。在酸性、碱性和氧化性环境下对陶瓷进行安全性试验，结果表明，重金属在陶瓷中能有效地固定陶瓷，避免了二次环境污染，是一种比较理想的资源利用方式。

3.3 制备水处理材料

从底泥提陶粒可解决挖掘机漂移问题，改善桩基性能，陶粒吸收磷元素可滋养微生物，促进植物生长。本文以泥质陶瓷为研究对象，考察了其对废水中磷和氨的吸附性能，认为磷的吸附比金属的改性更为重要，而在水处理中，常用吸附性能较好的沸石作为泥质改性剂，以调节水量，提高水处理效率，但由于锆盐昂贵，且物质处理困难，实际应用很少。

3.4 水泥窑协同处置底泥制作水泥熟料

水泥窑协同处置具有有机物完全分解、重金属固化、二恶英不产生、无气囊、资源利用率高、减量化、无害化、资源化等优点。通过一系列物理、化学作用，高温烧结，污染物质在格架内固化，保证了水泥熟料的安全生产和使用。不同国家的自然环境、经济、科技水平以及处理方式都有不同，应多向德国和国外学习现有的经验，日本和德国处理处置技术比较成熟，说明我国水泥窑协同处置具有一定规模，因此，以日本为例，水泥窑的生产模式在很大程度上是以干燥燃烧为主，而德国则以脱硝作为综合处理能源。凭借国内第一条“城市底泥无害化处理线”的生产线，余热干燥，最后贮存，再利用，金隅环保从2013年开始，已经为1600多家客户提供了底泥处理近60万吨

^[1]。

4 河道污染底泥处理处置与资源化利用工艺

4.1 疏浚底泥有机质无害化处理技术

一种以复合酶、生物生长促进剂、微生物营养素等为主的高效生物氧化剂，具有较高的应用价值。利用生物均相氧化反应将其加入挖掘机河道底泥中，在通气、成礁的条件下，可快速降解河道底泥中易降解的有机物，消除黑臭，清除河道底泥中的沙粒，对有机物进行无害化处理，实现河床资源化。

4.2 疏浚底泥减量化技术

疏浚底泥减量化是指通过技术措施从河道底泥中分离出无害成分，或通过脱水措施分离出水分，减少河道底泥的数量。根据底泥的粒径分析，将底泥的还原分为筛分还原和脱水还原，并分别对其粒径进行了角砾、砂粒、泥粒、粘土等分析。将砂砾石和部分泥浆分离出来，未经脱水处理，河道底泥含水率可达30%，部分河道底泥不吸收重金属，有机质含量低，无需固化，可直接用于施工。经过分离处理后，河道底泥中的固体成分大大减少，部分底泥被还原，剩余河床中的有机物、重金属等污染物含量达到90%以上，天然填埋场难以排水，需要进行机械冷冻脱水，才能达到减沙、无害化的目的^[2]。

4.3 疏浚底泥脱水减量化

疏浚底泥连续脱水能力较强，污泥饼含水率高达45%，比胶带压滤机低得多;调理剂主要为剥落剂，活性物质的用量比其它排水机械低得多，活性物质对泥浆性质没有根本影响，最终水处理过程简单;污泥脱水，可直接用来烧结陶瓷、红砖或在3-5天内堆料，将含水率降至40%以下，用于建筑填筑;离心泥中重金属含量未超过标准，可直接用来作景观地面，使离心水合作用普遍存在，挖掘量大，挖掘时间短，利用方式多样，尤其适合于疏浚排沙工程。

5 结语

综上可知，河道清淤过程在水污染防治工作中起到不可或缺的作用，清淤底泥的去向也成为近年来水环境治理研究的重要方向。底泥成分分析研究证实城市河道的清淤底泥往往存在重金属、有机物污染情况。因此只有经无毒无害化处理、确保底泥重金属及有机污染物浓度在标准控制范围内，才能以资源化利用的方式进入后续工作。

参考文献：

[1]林锋.河道底泥污染释放机制和修复技术研究进展[J].东北水利水电,2021,39(02):45-46+48+72.

[2]李宝磊,刘舒,曾乐,等.我国河道底泥资源化利用技术现状[J].科技创新与应用,2020,(2):156-157.