東莞市河道淤泥處置方案

1、東莞市河道淤泥處置方案目 錄第一章 項(xiàng)目概況21.1項(xiàng)目基本概況21.2東莞水環(huán)境概況31.3 河道淤泥的產(chǎn)生及危害41.4 河道淤泥中主要污染物51.5東莞市重污染水體清淤的必要性6第二章 河道清淤62.1河道清淤的目的62.2清淤目標(biāo)72.3清淤原則72.4清淤技術(shù)簡介72.5 東莞市河道清淤方法選擇10第三章 淤泥處置及資源化利用123.1 國內(nèi)外底泥的處理與處置方法123.1.1 原位處置技術(shù)123.1.2 上覆水充氧技術(shù)133.1.3、原位生物修復(fù)技術(shù)143.1.4 異位處置技術(shù)143.2 淤泥資源化利用153.3 淤泥固化技術(shù)153.4固化劑選擇163.5、固化原理173.6固化劑

2、特點(diǎn)183.7、固化產(chǎn)物的性能指標(biāo)193.8、固化產(chǎn)物資源化利用的應(yīng)用領(lǐng)域213.9、淤泥固化工藝技術(shù)及設(shè)備22第四章 效益分析234.1 經(jīng)濟(jì)效益分析234.2 環(huán)境效益分析244.3 社會效益分析25第五章、結(jié)論及建議265.1 結(jié)論265.2 建議27第一章 項(xiàng)目概況1.1項(xiàng)目基本概況項(xiàng)目名稱：東莞市河道淤泥處置方案項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)：東莞市 項(xiàng)目范圍：東莞市內(nèi)河涌及其水庫淤泥處置工程編制單位：1.2東莞水環(huán)境概況城市河流是城市誕生的搖籃，是城市基礎(chǔ)性的自然資源和戰(zhàn)略性的經(jīng)濟(jì)資源，更是城市發(fā)展的命脈。改革開發(fā)以來，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式和觀念的落后，我國城市河流水環(huán)境日趨惡化，城市河流的生態(tài)修復(fù)是對

3、城市河流生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行的一種重建或改造活動，進(jìn)行城市河流水環(huán)境質(zhì)量改善和生態(tài)修復(fù)，是提升城市發(fā)展競爭力和可持續(xù)性的重要途徑。大量的污染物排入水體是水生態(tài)環(huán)境惡化的主要原因。由于東莞人口增加、經(jīng)濟(jì)增長壓力大、污染物排放超過環(huán)境容量、結(jié)構(gòu)性污染嚴(yán)重、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與工業(yè)布局不合理、工業(yè)污染源難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放、城市生活污染處理率低等原因，導(dǎo)致東莞內(nèi)河涌水生動物和植物消失,河水發(fā)黑發(fā)臭，景觀和生態(tài)功能嚴(yán)重退化，東莞多個鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)河涌河岸、河道里以及河面上堆積著各種垃圾，使本來已經(jīng)黑臭的河水，更加骯臟。由于河水黑臭，河道以及河岸的景觀狀況極差，不僅影響周邊居民的身心健康，河濱帶地區(qū)的土地功能受到制約，嚴(yán)重影響城

4、市的發(fā)展。 各大水庫也由于長期污染，水質(zhì)直線下降，由于東莞城市供水存在保證率低、供水設(shè)施缺乏調(diào)節(jié)能力和抗風(fēng)險能力低等問題。為保障用水安全，東莞2007年進(jìn)行規(guī)劃，投入22億元實(shí)施東江與水庫聯(lián)網(wǎng)供水水源工程。該工程將以現(xiàn)有多口提水工程和供水水庫為基礎(chǔ)，將中部及沿海片的同沙、橫崗、松木山3個中型水庫及水濂山、白坑、蘆花坑、五點(diǎn)梅、馬尾、蓮花山6個小型水庫聯(lián)通，以松木山水庫為調(diào)節(jié)樞紐，增設(shè)東江干流黃大仙取水口，通過補(bǔ)水總干道與松木山水庫銜接，形成以東江水源為主、水庫調(diào)蓄為輔，與原有供水系統(tǒng)管網(wǎng)相銜接的水資源優(yōu)化配置體系。聯(lián)網(wǎng)水庫供水范圍主要為長安、虎門、大朗等缺水較嚴(yán)重鎮(zhèn)區(qū)，重點(diǎn)解決東莞中部地區(qū)水資

5、源緊缺現(xiàn)狀。聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)施之后，東莞的九大水庫將成為市民飲用水的第二水源。水庫周邊污水未截流之前，水庫流域主要污染源有：生活污水污染、工業(yè)廢水污染、生活垃圾滲濾液污染、初期雨水污染以及面源污染等，由于長期的污染，水庫的水質(zhì)難以達(dá)到功能要求。東莞市于2005年開始投入幾十億資金，新建城市截污管網(wǎng)系統(tǒng)，并以bot形式新建了36個生活污水處理廠，這些項(xiàng)目的實(shí)施為東莞的生態(tài)重建提供了條件，從源頭阻止重污染廢水進(jìn)入水體中。但是，由于長期的污染使得水體底部積累了大量的淤泥，其成分復(fù)雜，對水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成長期威脅，在污染源控制達(dá)到一定程度后，底泥中的污染物又會釋放，成為水體污染的主要來源。1.3 河道淤泥的產(chǎn)生

6、及危害河道底泥是各種來源的營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)一系列物理、化學(xué)及生化作用，沉積于河底，形成疏松狀、富含有機(jī)質(zhì)和營養(yǎng)鹽的灰黑色淤泥。污染物通過大氣沉降、廢水排放、雨水淋溶與沖刷進(jìn)入水體，最后沉積到底泥中并逐漸富集，使底泥受到嚴(yán)重污染。污染底泥具有含水量高，粘土顆粒含量多，強(qiáng)度低，成分復(fù)雜且具有明顯的層序結(jié)構(gòu)，重金屬含量高，成分復(fù)雜，有明顯臭味。東莞工業(yè)化的快速發(fā)展，使排放的大量難降解污染物相當(dāng)一部分積累在水體底泥中，對水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成長期威脅，如果不加以處理將會長期影響河流水質(zhì)。水體底泥污染，是世界范圍內(nèi)的一個環(huán)境問題。底泥的污染歸根結(jié)底是對水體的污染和底棲生物的危害。目前，河道底泥處置的難點(diǎn)是如何處置從河

7、道內(nèi)挖出的淤泥，清淤會產(chǎn)生大量的淤泥，淤泥能否妥善處理是整個清淤工作的前提條件。1.4 河道淤泥中主要污染物研究表明，河道底泥污染物的種類而言，主要有以下4個方面1、重金屬，包括mn、pb、cd、zn、hg、cr、cu、zn等。重金屬通過吸附、絡(luò)合、沉淀等作用而沉積到底泥中，同時與水相保持一定的動態(tài)平衡。當(dāng)環(huán)境條件發(fā)生變化時，重金屬極易再次進(jìn)入水體，成為二次污染源。2、營養(yǎng)元素。經(jīng)各種途徑進(jìn)入水體的n，p等營養(yǎng)元素，相當(dāng)一部分沉積到底泥中。水生植物的生長會吸收部分營養(yǎng)成分，但大部分仍與水體保持動態(tài)平衡。當(dāng)水體污染源得到一定控制后，n、p則可能主要來自底泥的釋放，嚴(yán)重時可造成水體富營養(yǎng)化。3、難

8、降解有機(jī)物。聚芳香碳?xì)浠衔?pah)、聚氯聯(lián)苯化合物(pcbs)等有機(jī)物，由于疏水性強(qiáng)、難降解，在底泥中大量積累。通過生物富集作用，有毒有機(jī)物可以在生物體內(nèi)達(dá)到較高的水平，從而產(chǎn)生較強(qiáng)的毒害作用，通過食物鏈還可能危害到人類。4、持久性有毒污染物(pts)。底泥中的pts類污染物能夠通過生物富集作用在生物體內(nèi)達(dá)到較高的濃度，從而對生物體產(chǎn)生較強(qiáng)的毒害作用。這些污染物還能夠通過水一泥界面的遷移轉(zhuǎn)化作用重新進(jìn)入水體，并通過復(fù)雜的污染生態(tài)化學(xué)過程，即在氣一水一生物底泥等多介質(zhì)環(huán)境體系中的遷移、轉(zhuǎn)化和暴露，在人和動物體內(nèi)大量累積，影響人和動物的生殖系統(tǒng)健康，從而對人類未來的生存發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅。1.5

9、東莞市重污染水體清淤的必要性隨著東莞市截污管網(wǎng)及污水處理廠的建設(shè)完成，東莞市河道水體黑臭現(xiàn)象有所改善，但河道水質(zhì)仍然為劣類水體，截流后河涌中存留大量的污染物必須清除，只有根本上徹底清除河涌淤積的底泥，才能保證水體恢復(fù)其生態(tài)功能，否則將影響重建后的生態(tài)系統(tǒng)，底泥所釋放的污染物影響水體修復(fù)的最終效果，河水無法變清，河道隨著底泥污染物的釋放而再次變黑變臭。（1）東莞市水體盡快清淤是東莞市污水截流后重建水體生態(tài)系統(tǒng)先決條件；（2）東莞市水體盡快清淤是保證東莞市水體修復(fù)效果的必需；（3）東莞市水體盡快修復(fù)是東莞構(gòu)建和諧社會的必需；（4）東莞市水體盡快修復(fù)是東莞市水環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的必需。第二章 河道清淤2

10、.1河道清淤的目的隨著東莞城市規(guī)模的日益擴(kuò)大和工業(yè)的快速發(fā)展，東莞各個鎮(zhèn)區(qū)的內(nèi)河涌河水污染嚴(yán)重，備用水庫也不同程度的受到的污染，而且底泥也受到了嚴(yán)重的污染，日益成為嚴(yán)重的問題。受污染的底泥中含有重金屬、生活垃圾、有機(jī)質(zhì)分解物等等，即使在東莞市截污管網(wǎng)建成后，污染源得到控制的情況下，河道淤泥仍然可對河流及水庫產(chǎn)生二次污染，內(nèi)河涌略微改善的黑臭現(xiàn)象死灰復(fù)燃；備用水庫嚴(yán)重時水體富營養(yǎng)化。因此，對底泥的治理顯得尤為重要。2.2清淤目標(biāo)河道清淤工程，采用現(xiàn)代化機(jī)械和技術(shù)清除河底的污泥，疏浚河道，消除底泥污染。2.3清淤原則（1）徹底整治、突出重點(diǎn)的原則東莞市河道由于多年來的長期污染，河床底部沉積了大量的

11、垃圾、淤泥等污染物，這些污染物將長期影響河道水質(zhì)，所以對河道進(jìn)行徹底清淤，是后期水體修復(fù)能否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的關(guān)鍵。只有成功的實(shí)施淤泥清理，才能使東莞河流及水庫成為生態(tài)河，充分展現(xiàn)東莞的地域水文化，充分體現(xiàn)出社會、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益。（2）環(huán)保清淤的原則清淤過程中，不給周圍環(huán)境造成影響是清淤過程的一項(xiàng)重要工作，所以必須做好清淤過程中的保潔工作和淤泥運(yùn)輸過程中的防滲防漏工作，做到文明清淤，不影響沿岸居民的生活。（3）淤泥四化原則清淤原則為：減量化、無害化、穩(wěn)定化、資源化。2.4清淤技術(shù)簡介（1）絞吸挖泥船清淤挖泥船清淤主要是利用裝有絞刀、耙頭、吸頭、抓斗等設(shè)備的挖泥船。是一種具備破土、挖掘、提升、輸送等

12、功能的清淤工具。目前國內(nèi)河道與湖泊清淤多選用裝有絞刀的絞吸挖泥船。圖2-1絞吸挖泥船（2）氣力泵清淤氣力泵清淤是以壓縮空氣為動力的清淤設(shè)備。主要組成為泵體、壓縮空氣分配器、空氣壓縮機(jī)。氣力泵清淤的特點(diǎn)在于：機(jī)械磨損小、維修方便、排泥濃度高，可以結(jié)合抽水灌溉排沙，較挖泥船清淤經(jīng)濟(jì)，造價運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。其適用于水深較大水域。圖2-2 氣力泵清淤（3）不排水機(jī)械清淤主要采用水陸兩用挖掘機(jī)開挖，將清理出來的河道污染底泥裝載到駁船上，用拖輪帶動駁船經(jīng)水路運(yùn)至堆泥場臨時碼頭，在碼頭上用改裝的抓斗挖泥機(jī)把駁船中的淤泥再挖裝到自卸汽車上，由自卸汽車轉(zhuǎn)運(yùn)到堆泥場。圖2-3 不排水機(jī)械清淤工藝流程圖圖2-4 水

13、陸兩用抓斗裝駁作業(yè)（4）水力沖挖式清淤法水力沖挖式清淤法主要是針對水量不大的河道，清淤時首先對河道進(jìn)行截流，然后排水，將清淤河道積水基本排干，然后采用攪吸設(shè)備進(jìn)行攪拌、抽排清淤，同時由工人使用高壓水槍在攪吸設(shè)備旁邊予以輔助。水力沖挖式清淤的優(yōu)點(diǎn)在于淤泥的挖掘和輸送一次性完成，清淤效率高，操作簡便，管道輸送距離可達(dá)千米之外，避免了淤泥運(yùn)輸途中的二次污染問題，另外攪吸泥設(shè)備的體積小，運(yùn)輸、拆裝都也都很方便。圖2-5攪吸式清淤2.5 東莞市河道清淤方法選擇東莞市河涌遍布各個鎮(zhèn)區(qū)，由于東莞經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，環(huán)境保護(hù)投入和環(huán)境保護(hù)設(shè)施嚴(yán)重不足，導(dǎo)致河涌除了雨季行洪功能，旱季更成為了各個鎮(zhèn)區(qū)的納污河，黑臭現(xiàn)

14、象嚴(yán)重，河道淤積了大量的淤泥，淤泥成分復(fù)雜，不僅含有大量的生活垃圾，底泥的重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo)。針對東莞市河道的特點(diǎn)，清淤采用應(yīng)地至宜的原則，根據(jù)河道特點(diǎn)大致分為內(nèi)河涌類以及水庫類。（1）內(nèi)河涌清淤河道特點(diǎn)：河道的平均寬度窄，河道較短，河道的水位較淺；河道功能：在雨季時主要功能為防洪排澇，在旱季時主要是接納鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)的污水。清淤方式選擇：針對該類河道的特點(diǎn)，由于水位較淺，并且該類河道貫穿各個鎮(zhèn)區(qū)，早期鎮(zhèn)區(qū)缺乏合理規(guī)劃，臨時簡陋建筑沿河而建，大量的生活生產(chǎn)垃圾隨意扔棄至河涌中，挖泥船無法進(jìn)行操作；同時，清淤工程中，由于淤泥大多數(shù)處于流動狀態(tài)，運(yùn)輸過程中易造成灑漏，考慮工程實(shí)施時避免對河岸環(huán)境的破壞，在

15、清淤的同時能夠保持兩岸景觀，避免運(yùn)輸帶來的二次污染，降低長跟離運(yùn)輸?shù)某杀?。綜合考慮可采用攪吸式清淤法進(jìn)行清淤。主要設(shè)備組成：水力沖挖機(jī)組、泥漿泵、抽水泵、輸泥管、輸水管。輸泥方案：軟管輸泥在水面安排可移動輸泥軟管和接力泵，泥漿泵抽吸出的淤泥直接由輸泥軟管排放到河道下游的堆泥場。（2）水庫清淤特點(diǎn)：河道寬，水位深。功能：飲用水源及雨季行洪。清淤方式選擇：針對水庫的特點(diǎn)，由于水庫的底泥主要為洪水行洪、泄洪時產(chǎn)生的淤積，以及水土的流失。且河道的大面積和連續(xù)性，清淤方案宜采用水下作業(yè)法，清淤可全年進(jìn)行，設(shè)備利用率高，不必抽干水體，節(jié)省電能。根據(jù)水庫特點(diǎn)，建議采用適合在自推進(jìn)絞吸式挖泥船。主要設(shè)備組成：

16、船體、集控操作室、柴油動力機(jī)組、星形輪驅(qū)動自推進(jìn)系統(tǒng)、液壓傳動耙吸頭及泥漿泵系統(tǒng)。輸泥方案：軟管輸泥在水面安排可移動輸泥軟管和接力泵，清淤船抽吸出的淤泥直接由輸泥軟管排放到河道下游的堆泥場。第三章 淤泥處置及資源化利用3.1 國內(nèi)外底泥的處理與處置方法河道底泥的污染歸根結(jié)蒂是對水體的污染和底棲生物的危害。如果能消除其對水體和底棲生物的作用，則能有效降低污染底泥的環(huán)境響。因而，底泥污染的控制既可采用固定的方法阻止污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的遷移，也可采用各種處理方法降低或消除污染物的毒性，以減小其危害。目前，底泥處置方式主要有原位處置和異位處置兩種。3.1.1 原位處置技術(shù)原位處理是底泥不疏浚而直接采用

17、物理化學(xué)或生物的方法減少受污染底泥的容積，減少污染物的量或降低污染物的溶解度、毒性或遷移性，并減少污染物的釋放控制和修復(fù)技術(shù)。目前，原位處理技術(shù)主要有底泥氧化技術(shù)、覆蓋技術(shù)、上覆水充氧技術(shù)、原位生物修復(fù)技術(shù)等。1、底泥氧化技術(shù)底泥氧化技術(shù)是將氧化藥劑注入底泥內(nèi)部。氧化其中有機(jī)物并脫氮，將亞鐵轉(zhuǎn)化為三價鐵(氫氧化鐵)，使磷與氫氧化物緊密結(jié)合起來，從而達(dá)到控制內(nèi)源性磷的目的。底泥氧化技術(shù)被視為是一種代替鋁鹽的鈍化處理技術(shù)，它同鋁鹽的鈍化技術(shù)相比較，有不容易影響水體生物、氧化技術(shù)效果更加長久的優(yōu)點(diǎn)。常用的藥劑包括硝酸鈣、氯化鐵和石灰。底泥氧化適用于鐵氧化還原控制內(nèi)源性磷的情況。不適于底泥高ph和高溫

18、度控制內(nèi)源性磷的情況。2、原位覆蓋技術(shù)原位覆蓋是將粗沙、土壤甚至未污染底泥等均勻沉壓在污染底泥的上部，以有效地限制污染底泥對上覆水體影響的技術(shù)。原位覆蓋主要是將污染沉積物與底棲生物，用物理性的方法分開并固定污染沉積物，防止其再懸浮或遷移；降低污染物向水中的擴(kuò)散通量。但在覆蓋的同時也降低了水深或湖泊的庫容，對底棲生態(tài)系統(tǒng)有較大影響。目前覆蓋法在日本kihumu湖和akanci灣、美國華盛sipmson-tacoma海濱、加拿大安大略省hamilton港等近海、河口等地已成功使用。3.1.2 上覆水充氧技術(shù)原位上覆水充氧技術(shù)就是對水體充氧，使水體保持一定的溶解氧，阻止或抑制底泥釋放污染及對上覆水體

19、的影響。目前，國內(nèi)外治理河湖污染的增氧措施主要有液態(tài)氧經(jīng)多孔橡膠管向水底增氧；旋槳負(fù)壓吸氧并隨水射入水體；噴射引氧與振蕩射流擴(kuò)散相結(jié)合的充氧技術(shù)。masanobu ishikawa等人用數(shù)學(xué)模型的方式驗(yàn)證了磷酸的釋放量同上覆水中的溶解氧水平呈線性遞減關(guān)系。向水體底部充氧可以使水體中的硫化物轉(zhuǎn)化為無毒的硫酸根，水的顏色變清，臭味消失；使近表層沉積物中的部分有機(jī)物可以轉(zhuǎn)化為簡單的、無害的、小分子的無機(jī)物，可改善水底生物的棲息環(huán)境，提高魚蝦等水生動物供氧水平。清華大學(xué)深圳研究生院張錫輝教授等人通過對東莞受污染河流的小型實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，水體充氧能夠有效消除受污染河流黑臭現(xiàn)象，處理后水的色度可以達(dá)到10倍

20、左右，典型嗅味物質(zhì)土臭素和mib的濃度大幅度下降。河流底泥能夠得到原位鈍化，處于穩(wěn)定狀態(tài)，能夠有效控制底泥污染對河流的不利影響。3.1.3、原位生物修復(fù)技術(shù)生物修復(fù)是利用生物體，主要是微生物來降解環(huán)境污染物，消除或降低其毒性的過程。它是傳統(tǒng)的生物處理方法的延伸，其新穎之處在于它治理的對象是較大面積的污染。生物修復(fù)主要是利用生物的自然凈化能力或者強(qiáng)化生物體的某些特定作用來把環(huán)境中的污染物的濃度降低到安全范圍以下3.1.4 異位處置技術(shù)東莞河道由于長期污染，底泥污染嚴(yán)重，原位處置不能滿足治理的需要，底泥必須進(jìn)行清淤，即將底泥清除河道后再進(jìn)行處置的方法。清淤后底泥的處理則是環(huán)境保護(hù)的一個難題。清淤底

21、泥以其量大、污染物成分復(fù)雜、含水率高而處理困難。目前，對河道或湖庫清淤產(chǎn)生的淤泥傳統(tǒng)的污泥處理處置方法主要是填埋或深海拋置。由于這種污泥含水率高，不僅運(yùn)輸困難，填埋作業(yè)也難以實(shí)施，而且還需占用大量耕地，因此這些技術(shù)已不多用。目前常用的深海拋置因?yàn)檫\(yùn)輸費(fèi)用高，會對海洋環(huán)境造成污染，環(huán)境法律已不允許。3.2 淤泥資源化利用隨著人們對河道清淤物質(zhì)的更全面深入的研究和認(rèn)識，認(rèn)為底泥物質(zhì)也是一種可利用的資源。清淤底泥的資源化利用應(yīng)遵循減量化、無害化、穩(wěn)定化、可靠化的原則。淤泥的資源化研究，必須對底泥的各種性能進(jìn)行系統(tǒng)和詳細(xì)的研究，比如污染狀況、地點(diǎn)的選擇、技術(shù)可行性、產(chǎn)品的環(huán)境可接受性、成本和效益以及法

22、律法規(guī)的限制指標(biāo)等。根據(jù)底泥的來源、成分特征，以及當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、技術(shù)條件，因地制宜的選用底泥資源化的途徑。對河道底泥成分和污染程度的相關(guān)性進(jìn)行研究，以確保在資源化過程中取得最優(yōu)配方。底泥的資源化應(yīng)采取治理與開發(fā)相結(jié)合，集中利用與分散利用相結(jié)合，長遠(yuǎn)利益與近期利益相結(jié)合的原則，充分利用土地及底泥的資源價值。3.3 淤泥固化技術(shù)對于淤泥的各類資源化方法中，近年來采用膠凝材料固化的方法在國內(nèi)外已得到廣泛的應(yīng)用。通過化學(xué)藥劑的固處理，會使淤泥高含水率，低強(qiáng)度的特性得以有效改善，固化產(chǎn)物可作為土工回填材料代替砂石和粘土在工作建設(shè)、筑堤或堤防加以及道路工程中使用。東莞河道清淤過程中將會產(chǎn)生大量的淤泥。淤泥的去

23、路問題成為首要問題。通過對國內(nèi)外目前對淤泥的處理技術(shù)，淤泥固化技術(shù)不僅能將淤泥無害化，減量化，同時固化后的固化產(chǎn)物還能資源化利用，變廢為寶，減少土地占用，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。3.4固化劑選擇近年來，國內(nèi)外針對河道清淤工程，研制出各類的淤泥固化劑，市場上出現(xiàn)的生產(chǎn)商眾多，銷售的固化劑種類也十分繁多，其中也混有不少偽劣產(chǎn)品。因此選擇優(yōu)良可靠的固化劑對于東莞的河道淤泥的資源化利用至關(guān)重要。對于固化劑市場應(yīng)用選擇的基本要求是：（1）固化產(chǎn)物的化學(xué)性能指標(biāo)優(yōu)良，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不能二次分解或潮解；（2）固化產(chǎn)物應(yīng)具有良好的力學(xué)性質(zhì)，能夠滿足建筑材料利用的技術(shù)要求。這些指標(biāo)包括：抗壓強(qiáng)度，抗剪強(qiáng)度、內(nèi)摩擦角

24、等等。 （3）固化產(chǎn)物應(yīng)具有優(yōu)良的環(huán)保指標(biāo)，不能產(chǎn)生二次污染，污染物應(yīng)有盡可能低的浸出率，對于重金屬和有機(jī)物的浸出率指標(biāo)或有機(jī)物的揮發(fā)性必需滿足環(huán)保要求。對于污泥處理要求應(yīng)遵循減量化、無害化、穩(wěn)定化、資源化的原則。針對清淤淤泥的特點(diǎn)，基于廢物零排放理念，研發(fā)的aik-p型固化劑解決了含有有機(jī)物質(zhì)較高的清淤底泥的縮水和固化難題，在淤泥中摻膠凝材料，經(jīng)快速固化后使原有污泥高含水率，低強(qiáng)度的質(zhì)性質(zhì)得以改善，固化產(chǎn)物可作為填方材料代替砂石或土料用于筑堤、堤壩加固工程或道路工程，還可以作為綠化種植土使用。由于這種技術(shù)污泥固化周期短，處理成本低，目前已成為河道污泥處理處置最有競爭力的技術(shù)。這種技術(shù)成功地系

25、統(tǒng)化地解決了污泥收集、脫水、運(yùn)輸、堆放、資源化利用全過程問題，也有效地解決了污泥占地面積大，堆放過程臭味嚴(yán)重的環(huán)境問題，因此污泥固化技術(shù)倍受市場青睞。3.5、固化原理固化劑是通過主材料和副材料配成的化學(xué)制劑。當(dāng)固化劑與淤泥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，會使淤泥的解構(gòu)組織發(fā)生變化，將泥水分離。由于淤泥本身結(jié)構(gòu)的變化，使得經(jīng)過處理后的淤泥不會被再重新轉(zhuǎn)變成泥水狀態(tài)。當(dāng)固化劑摻入污泥中時，固化劑還會與淤泥中的水份反應(yīng)生成針狀的結(jié)晶物（主要成份是鈣礬石）存在于土顆粒結(jié)構(gòu)空隙中，并迅速產(chǎn)生絮凝物沉淀，從而使高含水率的污泥快速實(shí)現(xiàn)水與固體顆粒物的分離和沉積。固化產(chǎn)物的電鏡掃描及xrd圖像見3.1。從電鏡掃描圖像中可知：

26、鈣礬石呈針狀結(jié)構(gòu)存在于污泥產(chǎn)物中，而且其中有硅酸鹽網(wǎng)狀組織。aik-p型固化劑的固化過程采用了“孔穴”技術(shù)，從而使污泥中游離水從固化物中可以迅速流出，縮短固化時間，減少固化物含水率，提高固化物的力學(xué)性能。圖3.1、固化產(chǎn)物的電鏡掃描及xrd圖像.3.6固化劑特點(diǎn)aik-p型固化劑的特點(diǎn)概括如下：、無毒無害、無揮發(fā)性、無腐蝕性、無爆炸性、無放射性；、運(yùn)輸、貯存方便；、溶于水、投加使用方便；、固化速度快。在低量污泥添加固化劑攪拌均勻后，養(yǎng)護(hù)天的時間，即可達(dá)到填埋要求的強(qiáng)度和含水率。而且還可通過對添加量的控制控制固化時間及成本，在2%低量添加后固化20天可滿足150kpa的抗壓強(qiáng)度要求。、淤泥固化后

27、，有毒重金屬離子被結(jié)合于晶間或被包裹。形成的固化物除了具有較高的強(qiáng)度外，還有較好的水浸穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。固化產(chǎn)物的二次浸出率低，臭味小，可有效防止有害物質(zhì)的析出，防止對環(huán)境造成二次污染。、形成的固化產(chǎn)物具有良好的土力學(xué)性質(zhì)，便于作為建材或耕植土使用；、固化過程中產(chǎn)生的浸出液水質(zhì)指標(biāo)可滿足地表類水體標(biāo)準(zhǔn)；、投加量小、價格低廉，已國產(chǎn)化，經(jīng)濟(jì)性好。通常固化劑的投加量與要處理污泥的質(zhì)量比為1：100或2：100即可達(dá)到很好的固化處理河道污泥的效果，處理成本30-50元/噸3.7、固化產(chǎn)物的性能指標(biāo)使用的固化劑須滿足表3.1及3.2種的各項(xiàng)指標(biāo)，才能保證淤泥資源化利用的可靠性，所以建議采用水穩(wěn)性能好

28、，季節(jié)強(qiáng)度足夠，技術(shù)可靠的成熟產(chǎn)品。另外，東莞的旱季河道施工期較短，可用于固化的場所面積有限，固化周期不宜過長，因此固化劑投加量不宜過大，否則會增加處理成本。根據(jù)東莞河道淤泥特性，考慮到固化后產(chǎn)物的處置方式已及使用要求，選擇合適的固化劑十分關(guān)鍵。固化產(chǎn)物應(yīng)達(dá)到如下技術(shù)指標(biāo)：1、鑒于固化產(chǎn)物用作堤岸填筑材料，固化后的淤泥則需要具有較高的抗壓、抗剪強(qiáng)度；具有良好的抗?jié)B性能；并且需要具有良好的耐水性能。其土力學(xué)指標(biāo)應(yīng)達(dá)到表3.1中的要求。表3.1 固化物性能參數(shù)表項(xiàng)目參數(shù)抗剪強(qiáng)度內(nèi)摩擦角30壓縮系數(shù)1-20.1mpa-1滲透系數(shù)k100kpa地基承載力特征值fak150kpa固化時間（天）20投加量

29、（%）5減容比2 2、為保證固化過程排出的廢水不污染地表水體，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)按gb3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)類水執(zhí)行，應(yīng)低于或等于表3.2中所示。 表3.2 淤泥固化過程中產(chǎn)生的廢水濃度指標(biāo)項(xiàng)目浸出液濃度（mg/l）懸浮物指標(biāo)ss20鋅（以總鋅計）2.0銅（以總銅計）1.0砷（以總砷計）0.1汞（以總汞計）0.001鎘（以總鎘計）0.1六價絡(luò)0.1鉛（總鉛計）0.1無機(jī)氟化物（以f計）1.5其它標(biāo)準(zhǔn)：化學(xué)需氧量（cod40）、五日生化需氧量（bod510）、氨氮（nh32.0）、總磷（p0.4）等若不達(dá)標(biāo)，應(yīng)將過濾水接入污水管網(wǎng)，經(jīng)污水處理廠生化處理后達(dá)標(biāo)排放。3、固化物的化學(xué)穩(wěn)定性、生

30、物穩(wěn)定性是衡量固化劑效能的主要指標(biāo)。東莞市河道淤泥經(jīng)固化后的固化物，按照gb5086.1檢測浸出液毒性。固化產(chǎn)物的取樣按照國標(biāo)hj/t20和cj/t3039進(jìn)行固化過程中的浸出液有害成分濃度的測定按照gb/t15555.110和gn8978進(jìn)行。3.8、固化產(chǎn)物資源化利用的應(yīng)用領(lǐng)域固化產(chǎn)物可用于：（1）、河道、堤壩、建筑用土；（2）、低洼路段的填方用土或地道路路基用土；（3）、可燒制成道路用磚，作為建筑材料使用；（4）、還可用作綠化、種植的耕植土；固化產(chǎn)物已應(yīng)用領(lǐng)域見圖3.2。圖3.2、固化產(chǎn)物已應(yīng)用領(lǐng)域3.9、淤泥固化工藝技術(shù)及設(shè)備（1）、固化工藝過程淤泥固化過程是先將待固化淤泥按照工藝配比

31、，分別經(jīng)淤泥喂料機(jī)和淤泥電子秤均勻送入攪拌裝置內(nèi)。所需固化劑由粉料倉經(jīng)閘門、螺旋自動給料機(jī)，到達(dá)螺旋電子秤，螺旋電子秤按照重量設(shè)定值，自動連續(xù)稱量并輸送到攪拌裝置進(jìn)料口。進(jìn)入攪拌機(jī)的淤泥在機(jī)內(nèi)經(jīng)相互反轉(zhuǎn)的兩根攪拌軸上雙道螺旋漿片的攪拌下，受到漿片周向、徑向、軸向力的作用，使物料一邊相互產(chǎn)生擠壓、摩擦、剪切、對流從而進(jìn)行劇烈地拌和，向出料口推移。當(dāng)物料到機(jī)內(nèi)的出料口時，淤泥與固化劑已得到相互均勻地拌和。此后，均勻的物料由出料口到成品皮帶機(jī)，經(jīng)成品皮帶機(jī)輸送到儲料倉內(nèi)。等運(yùn)料車開啟儲料倉門裝車后運(yùn)往施工現(xiàn)場。淤泥固化工藝流程見圖3.3。該套設(shè)備采用了計算機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了固化劑與淤泥的自動配比，具

32、有計量準(zhǔn)確、可靠性好、攪拌均勻、操作方便、生產(chǎn)效率高、故障率低等優(yōu)點(diǎn)，而且拆裝方便，可以滿足工程的技術(shù)需要。由于各部分為緊湊型結(jié)構(gòu)從而減少物料泄漏，減少了二次污染比較清潔環(huán)保。（2）、 固化系統(tǒng)主要設(shè)備 粉料供給計量系統(tǒng)防膨螺旋自動喂料機(jī)、螺旋電子秤； 供泥系統(tǒng)儲泥池、淤泥螺旋喂料機(jī)、氣動執(zhí)行器、污泥螺旋電子秤； 攪拌裝置攪拌機(jī)、電機(jī)減速機(jī)； 儲料、送料裝置成品皮帶機(jī)、儲料倉； 控制系統(tǒng)（變頻）控制柜、plc控制器、配電盤；圖3.3 淤泥固化工藝流程第四章 效益分析4.1 經(jīng)濟(jì)效益分析東莞河道清淤的過程中產(chǎn)生近百萬立方的淤泥，淤泥經(jīng)過固化處理后的固化產(chǎn)物資源化利用將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。1、河道

33、、堤壩、建筑用土淤泥固化產(chǎn)物可作為河道、堤壩、建筑用土，河道清出的淤泥經(jīng)過固化劑固化后，在就近的固化場地養(yǎng)護(hù)后，可就近利用到河道或者水庫的整治用土，無需外運(yùn)土方，固化后的淤泥不僅可無害化處理，同時為河道整治節(jié)省大量的土方費(fèi)用。2、燒制成道路用磚，作為建筑材料使用淤泥固化產(chǎn)物制備底道路用磚具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。生產(chǎn)底泥道路磚的主要原料為河道底泥固化后的產(chǎn)物，同普通粘土陶粒生產(chǎn)相比，省去了大量的原料購買費(fèi)用，節(jié)省了大量的粘土資源，可降低道路磚的生產(chǎn)成本。制備底泥道路磚增加的主要成本包括固化產(chǎn)物的運(yùn)輸和預(yù)處理費(fèi)用。清淤后的底泥經(jīng)固化后堆放，使其自然干燥。這樣，就需要從底泥堆放廠將底泥運(yùn)輸?shù)教樟Ｉa(chǎn)廠，

34、運(yùn)輸費(fèi)視兩者的距離而定。底泥的預(yù)處理包括干燥、破碎和篩分三個階段，底泥的預(yù)處理要消耗一定的能耗，所消耗能耗的大小隨底泥和含水率的不同而略有差別。4.2 環(huán)境效益分析淤泥固化產(chǎn)物資源化利用具有明顯的環(huán)境效益效益，具體體現(xiàn)在以下方面：l、河道淤泥固化后資源化利用，為河道底泥處理處置提供了一條有效的途徑，特別是減少了由于大量河道底泥堆放的占地問題及任意堆放造成的二次污染問題。河道底泥中含有大量的污染物質(zhì)，其中包括各種重金屬、微量的高毒性有機(jī)物(pcbs、axo等)、大量的各種致病微生物(致病細(xì)菌、病毒體、寄生蟲卵等)，以及一般耗氧性有機(jī)物和植物養(yǎng)分(n、p、k)等。河道清淤后會產(chǎn)生大量的河道底泥，底

35、泥的集中堆放，不僅將嚴(yán)重影響堆置地附近的環(huán)境衛(wèi)生狀況(臭氣、有害昆蟲、含致病生物密度大的空氣等)，也可能使河道底泥中的有機(jī)物、重金屬等污染物由表面徑流向地下徑流滲透到土壤、水體中，成為土壤和水體的污染源。因此，河道底泥的資源化利用使底泥中的大量病原菌被高溫殺死，且重金屬固結(jié)在固化產(chǎn)物中，消除了底泥的二次污染問題。2、河道淤泥固化后資源化利用，解決了河道底泥中重金屬的釋放問題。河道底泥中含有一定量的重金屬，對環(huán)境有很大危害，用它們作為原料，經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)而制備的道路磚，其浸出液中重金屬濃度很低，有些重金屬甚至不能檢出。因此，河道底泥資源化制備道路磚，將固體廢物變廢為寶，大大減輕日益嚴(yán)峻的底泥處理處

36、置問題，避免了二次污染的產(chǎn)生，真正體現(xiàn)了固體廢物處理的無害化、減量化、資源化原則，環(huán)境效益顯著。4.3 社會效益分析河道淤泥固化后資源化利用具有非常重要的社會效益， l、隨著城市規(guī)模的日益擴(kuò)大和工業(yè)的迅速發(fā)展，城市周圍的河道不但河水污染嚴(yán)重，而且底泥也受到嚴(yán)重污染。污染底泥可對河流產(chǎn)生二次污染，使河流水質(zhì)惡化，嚴(yán)重時造成水體富營養(yǎng)化。因此，在受污染河道的治理中，對河道底泥的治理就顯得尤為重要。河道淤泥固化后資源化利用為綜合利用河道底泥提供了一條有效的途徑。2、隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對土地的需求越來越大，大量的工業(yè)、房產(chǎn)開發(fā)使耕地資源越來越緊張。粘土是制備磚的重要原料，為了緩解日益緊張的耕地資

37、源，近年來有許多大城市已經(jīng)立法禁止使用粘土制磚。所以，河道淤泥固化后作為道路用磚，能減少對耕地的開采破壞，對保護(hù)我國的耕地資源具有重要的意義。第五章、結(jié)論及建議5.1 結(jié)論通過對東莞市水環(huán)境現(xiàn)狀的研究，比選適合東莞河道清淤的方法，利用先進(jìn)的淤泥固化資源化利用技術(shù)，以及對固化產(chǎn)物資源化利用后產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境的效益分析，為東莞市水體修復(fù)過程中對于河道淤泥的處理提供一套完整的處置技術(shù)。這種將河道淤泥異位處置清淤后，通過固化劑固化后資源化利用的技術(shù)路線比較適合于我國河道、湖庫清淤產(chǎn)生的污泥處理，可以一次實(shí)現(xiàn)河道淤泥的最終處置。鑒于東莞市目前有大量的污染河道、湖庫急需清淤進(jìn)行水體修復(fù)及綜合治理，該

38、技術(shù)應(yīng)用而生，同時這種技術(shù)在我國水環(huán)境治理中有著廣闊的應(yīng)用前景。5.2 建議利用河道底泥為原料制備道路磚過程中，會揮發(fā)出一些有害氣體，需想辦法解決，防止二次污染的產(chǎn)生。 精品資料9jwkffwvg#tym*jg&6a*cz7h$dq8kqqfhvzfedswsyxty#&qa9wkxfyeq!djs#xuyup2knxprwxma&ue9aqgn8xp$r#͑gxgjqv$ue9wewz#qcue%&qypeh5pdx2zvkum>xrm6x4ngpp$vstt#&ksv*3tngk8!z89amywpazadnu#kn&muwfa5uxy7jnd6ywrrwwcvr9cpbk!z

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