淤泥固化技术在河道清淤疏浚工程中的应用

淤泥固化技术在河道清淤疏浚工程中的应用

鲁嘉琦

余姚市水利局,浙江省宁波市,315400

摘要：近年来，我国的河道工程建设有了很大进展，在河道工程中，淤泥固化技术有了很大进展。河道清淤疏浚工程不断增加，相应的淤泥处理量越来越大，本文首先对生态清淤、淤泥固化施工工艺概述，其次探讨了淤泥固化技术在河道清淤疏浚工程中的应用，以供参考。

关键词：淤泥固化技术；河道；清淤疏浚；应用要点

引言

淤泥固化技术是从淤泥资源化、产业化的目标出发，解决河道淤泥的积存与严重污染问题，同时将淤泥固化成城市建设所需的大量土料，避免造成土地资源破坏。利用淤泥固化技术既能缓解日益严峻的城市疏浚淤泥处置问题，又能解决很多地区工程土源紧缺的难题，经济、社会和生态环境效益显著，具有推广和应用前景。

1生态清淤、淤泥固化施工工艺概述

（1）泵送工艺。高压泵形成高压水流→水力冲挖土体→泥浆泵吸浆→管道输送→管道接力泵→淤泥固化场。泵送工艺提高了整个淤泥处置过程的机械化程度，实现了淤泥预处理工艺的连续作业。（2）除渣、浓缩工艺。为了保证固化设备的正常运行，入场的泥浆必须进行除渣分选，将粒径大于两毫米的杂物通过振动筛装置进行除渣，除渣后的泥浆经过沉淀形成自然浓缩。（3）淤泥脱水固化一体化工艺。淤泥脱水固化的工艺设备技术是采用板框压滤式脱水机，在脱水之前加入固化剂，淤泥与固化剂搅拌均匀后脱水固化，主要流程为：淤泥处理剂添加→调浆均化→板框压滤脱水→干化土及尾水处置，压榨出的水可进行二次利用。为保证淤泥固化生产流水线的正常运行，对淤泥固化设备可能发生的故障及安全隐患要做到及时发现、及时排除。采用淤泥固化智慧云管理系统，在操作室内的大屏幕上随时可以掌握整个淤泥固化系统运行状态，远程控制整个操作系统。

2淤泥固化技术在河道清淤疏浚工程中的应用

2.1机械脱水固结一体化处理方法

在实际应用中，脱水站和疏浚接驳管连接在一起，将淤泥输送至脱水站内，经脱水处理后输出干泥。脱水站组成包括：砂水分离设备、垃圾分拣设备、淤泥脱水设备、加药设备、泥水处理设备以及干淤泥输送设备。绞吸船将淤泥通过管道运输到指定储泥池，经过脱水站将砂石、垃圾等分离，脱水后干泥通过皮带输送机送入运泥车，并送至指定地点展开后续处理。淤泥脱水过程中分离的水，经处理达排放标准后回收利用。

2.2堆场快速排水清淤

淤泥黏粒含量高,透水性差,在自重作用下的固结时间长,自重固结后的强度低。淤泥的快速排水固结问题成为一个亟待解决的问题。如何解决排水系统的淤堵问题成为淤泥快速排水的关键。堆场淤泥快速排水技术是在淤泥内铺设多层多排水平排水通道,其层间距、排间距都为60~80cm,以形成高密度泥下排水网络。将该网络与地面密封的水平排水管密封连接,再与射流排水装置连接后抽气抽水,可加快淤泥的排水速度。

2.3高浓度原位环保清淤

由于目前常用的方法清除淤泥浓度为15%~20%，水分子的体积远远大于土壤颗粒的体积，淤泥颗粒的体积是淤泥体积的4~5倍。这些泥浆往往需要放置在大型的堆场中，许多疏浚工程都受到堆场问题的严重制约。高浓度就地环保除淤可以使用污泥脱水设备(也称滗水器离心机)，可以降低除淤过程中的污泥含水率，该设备以其占地面积小、操作简单、自动化程度高、移动方便、脱水效果好、广泛应用于泥浆脱水。处理后的淤泥可以正式输送，水流回河流，淤泥直接进入材料中可用于填筑。因此，为了节约空间，降低清淤及污泥处理成本，高浓度就地环境清淤技术已成为未来的发展趋势。

2.4小型绞吸式挖泥船的应用

目前国内外常用的挖泥船有密闭抓斗式、环保绞吸式、射流泵清淤船等。密闭抓斗式挖泥船可以有效地清除河底较硬土块和含由生活垃圾的淤泥，但是其精度较差，对细颗粒底泥容易造成超挖或漏挖；环保绞吸式挖泥船采用铰刀切割底泥，精度较高，可达到厘米级，可有效降低因清除底泥而产生的淤泥悬浮污染扩散，目前应用较多；射流泵清淤船采用高压水流粉碎待清除的淤泥，可进一步降低对周围底泥的扰动。

2.5清淤设备比选

生态疏浚设备的重点是疏浚头部设备，其中，密闭和抽吸是关键。根据生态疏浚的特点和环保控制的要求，工程中多采用环保无扰动型挖泥船。底泥密度＜1.8g/cm2，采用环保绞吸式疏浚船；底泥密度＞1.8g/cm2，采用环保斗轮式疏浚船。由于城市河道具有临河建筑多、底泥淤积严重、垃圾分布广和水体自净能力差等特点，宜选用小型设备施工（船宽＜6.0m，吃水＜1.0m，不可拆高＜2.5m）。对于小型绞吸式挖泥船，目前国内外常用的挖泥船有密闭抓斗式、环保绞吸式、射流泵清淤船等。密闭抓斗式挖泥船可以有效地清除河底较硬土块和含由生活垃圾的淤泥，但是其精度较差，对细颗粒底泥容易造成超挖或漏挖；环保绞吸式挖泥船采用铰刀切割底泥，精度较高，可达到厘米级，可有效降低因清除底泥而产生的淤泥悬浮污染扩散，目前应用较多；射流泵清淤船采用高压水流粉碎待清除的淤泥，可进一步降低对周围底泥的扰动。

2.6底泥处理方式比选

目前淤泥脱水主要有物理方法、化学方法、复合干化法。物理方法主要通过自然沉降或人工强化等措施来降低底泥中的含水率，但其不能有效去除底泥中的重金属等污染物，需对固结后的底泥进行二次处理；化学方法是向底泥中加固化剂，通过化学反应来使底泥快速固结，同时可有效清除底泥中的污染物，该方法在国内外已得到广泛应用，施工技术较为成熟且施工方法较为简单。复合干化法是将淤泥固化与余水处理融为一体的技术方法，通过在疏浚管道添加高性能强氧化疏水剂与疏浚底泥电荷中和，实现毛细管水的分子级分离。该方法可以缩短工期，但目前工程实践较少，不确定因素较多。采用物理方法与化学方法相结合方式进行底泥固化处理，固结处理后的干土可直接运走，使得工程临时用地时间缩短至半年左右，大大降低了场地占用时间。具体处理方法：入场泥浆经过振动筛装置进行重力分选，将大于2mm粒径的杂物进行除渣拦截外运处置。分选后的泥浆进入沉淀池后，首先经过自然沉淀，调节泥浆浓度，然后通过管道泵，将达到一定浓度的泥浆输送至泥浆搅拌箱，同时将固化剂配料机配制的PAC、PAM溶液通过计量泵输送至泥浆搅拌箱；再采用机械搅拌进行调理调质均化，使淤泥和处理剂溶液均匀混合并保持泥浆浓度恒定；最后将混合浆液送至板框压滤机进行机械脱水固化，形成干化土。目前干化土已经运用到城市绿化中，生态效益、经济效益突出。

结语

综上所述，淤泥固化技术已经得到了全面运用，且逐渐发展有诸多固化方法，具体需根据河道情况、施工条件，合理选择淤泥固化技术，保证淤泥固化处理后的含水率满足相关规范要求，固化后干泥进行填埋处理，有利于节约土地、减少环境污染。目前，针对这些淤泥固化土我国还需进一步研究相关资源化利用技术，如：农作物种植、建筑材料等，切实提高工程环保性。 目前我国河道清淤的需求巨大, 还需不断地提高清淤技术, 以更好地适应社会发展。

参考文献

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