污染底泥疏挖方案

1、1. 污染底泥疏挖方案1.1 環(huán)保疏浚的特點(diǎn)及工藝1.1.1 環(huán)保疏浚的特點(diǎn)環(huán)保疏浚旨在清除水體中的污染底泥，并為水生生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)創(chuàng)造條件，是解決內(nèi)源污染的主要工程措施，同時(shí)還需要與湖泊綜合整治方案相協(xié)調(diào)。環(huán)保疏浚在勘測(cè)采樣、疏浚設(shè)備選擇、疏浚施工工藝與方法、余水處理技術(shù)以及底泥處理處置等疏浚過(guò)程中始終貫徹環(huán)保的理念，避免一切可能產(chǎn)生新污染及對(duì)環(huán)境的不利影響。它與工程疏浚有明顯的區(qū)別，工程疏浚主要根據(jù)某種工程的需要如疏通航道，增容等而進(jìn)行的，兩者的差別甚大，具體區(qū)別見(jiàn)表6-1。表 11 環(huán)保疏浚與工程疏浚的區(qū)別項(xiàng)目環(huán)保疏浚一般疏浚生態(tài)要求為水生植物恢復(fù)創(chuàng)造條件無(wú)工程目標(biāo)清除存在底泥中的污染物

2、增加水體容積，清淤邊界要求取決于污染底泥邊界地面平坦，斷面規(guī)則疏挖泥層厚度較薄，一般小于1m較厚，一般幾米至幾十米對(duì)顆粒物擴(kuò)散限制盡量避免擴(kuò)散及顆粒物再懸浮不作限制設(shè)備選型環(huán)保專用設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備工程監(jiān)控專項(xiàng)分析嚴(yán)格監(jiān)控一般控制底泥處置泥、水根據(jù)污染性質(zhì)特殊處理泥水分離后一般堆置疏浚區(qū)縱向尺度確定依據(jù)污染底泥的層厚基準(zhǔn)面高程疏浚過(guò)程的環(huán)境影響必須采取控制措施不必采取控制措施1.1.2 環(huán)保疏浚的工藝采用環(huán)保型絞吸式挖泥船，將絞刀下放到泥層，通過(guò)絞刀的旋轉(zhuǎn)，挖掘出的底泥與水混合成泥漿，利用泥泵的作用將泥漿經(jīng)排泥管輸送到底泥堆場(chǎng)。利用疏浚底泥兩段式混合反應(yīng)脫水方法，在管道內(nèi)完成泥水的絮凝分離，最終實(shí)現(xiàn)

3、底泥的快速脫水固結(jié)，從而達(dá)到清除疏浚區(qū)內(nèi)污染底泥的目的。排泥管有兩種連接形式：一種是水上浮管連接陸上管；另一種是水上浮管連接水下潛管再接水上浮管最后連接陸上管。1.2 疏挖設(shè)備選擇1.2.1 疏挖設(shè)備比選目前國(guó)內(nèi)外用于水下挖泥的設(shè)備主要有以下幾種：耙吸式挖泥船：這是一種通過(guò)安裝并懸吊于船舷外的、頭部裝備有用于挖泥的耙頭的耙吸管進(jìn)行挖泥作業(yè)的工程船舶，其作業(yè)方式是邊航行邊挖泥，挖出的泥漿存放于挖泥船自帶的泥艙內(nèi)，由挖泥船運(yùn)至拋泥區(qū)排放。圖11 耙吸式挖泥船斗式挖泥船：這部分挖泥船包括鏈斗、抓斗、鏟斗等挖泥船，是一種通過(guò)斗輪、起重機(jī)、斗臂作用，采用泥斗進(jìn)行挖泥作業(yè)的船舶，挖出的底泥裝入泥駁后，通過(guò)

4、泥駁運(yùn)至排泥區(qū)排放。氣動(dòng)泵挖泥船：這是意大利研制開(kāi)發(fā)的一種采用真空吸泥泵(氣動(dòng)泵)進(jìn)行抽吸底泥，以高壓空氣為動(dòng)力進(jìn)行底泥輸送的工程船舶，該類型船舶在疏挖合適的底泥時(shí)泥漿濃度可高達(dá)80以上，挖泥水深較淺時(shí)效率較低。 圖12 抓斗式挖泥船 圖13 鏈斗式挖泥船圖14 氣動(dòng)泵挖泥船絞吸式挖泥船：該類型船舶采用安裝在橋架端部的絞刀頭進(jìn)行底泥挖掘，通過(guò)大型泥泵進(jìn)行吸泥和泥漿排送。施工時(shí)以鋼樁、三纜定位裝置、定位樁等為圓心，定位，利用船體擺動(dòng)進(jìn)行挖泥作業(yè)。圖15 絞吸式挖泥船吸揚(yáng)式挖泥船：與絞吸式挖泥船類似，但無(wú)絞刀頭，施工時(shí)，依靠裝在吸泥口附近的高壓水槍進(jìn)行挖泥作業(yè)，是一種早期挖泥船。斗輪式挖泥船：此類

5、船舶為絞吸式挖泥船的變形，它通過(guò)安裝于橋架端部的可旋轉(zhuǎn)的圓形斗輪組進(jìn)行挖泥作業(yè)，通過(guò)泥泵進(jìn)行泥漿的輸送。圖16 斗輪式挖泥船水利泥漿機(jī)組：由浮體、泥漿泵、高壓水槍、管線及動(dòng)力裝置等組成，是一種簡(jiǎn)易的小型水利疏挖系統(tǒng)，施工時(shí)工人操作高壓水槍切割淤泥形成高濃度泥漿，由泥漿泵輸送到堆場(chǎng)。上述疏挖設(shè)備優(yōu)缺點(diǎn)比較如表12。表 12 疏挖設(shè)備比選表疏挖設(shè)備優(yōu) 缺 點(diǎn) 比 較耙吸式挖泥船目前國(guó)內(nèi)最小耙吸式挖泥船為500m3，滿載吃水一般均在3m以上，難于在淺水水域施工。耙吸式挖泥船為整體船，運(yùn)輸困難。施工中，低濃度泥漿將溢流回水體中，船舶航行時(shí)螺旋槳會(huì)攪起底泥，造成污染斗式挖泥船能挖掘較硬密的土質(zhì)和挖取濃度

6、較高的優(yōu)點(diǎn);斗輪尺寸龐大，泥土擴(kuò)散較大，其漏泥也較嚴(yán)重，易造成污染。對(duì)付厚度較薄的底泥時(shí)，效率將大幅降低。氣動(dòng)泵挖泥船能進(jìn)行高濃度挖泥及輸送，能進(jìn)行薄污染土層的疏挖，挖泥時(shí)底泥擴(kuò)散范圍較小。單船排距較短，在挖深淺、排距大時(shí)，不能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，經(jīng)濟(jì)性亦較差。易堵口，清理困難，對(duì)于雜質(zhì)較多的底泥適應(yīng)性較差絞吸式挖泥船對(duì)土質(zhì)適應(yīng)性較好，排距遠(yuǎn)，在生產(chǎn)率及排距的選擇上亦較靈活，工作效率較高，能耗和成本較低。在輸送過(guò)程中，不會(huì)使泥土散落造成污染。由于采用絞刀頭機(jī)械底泥切削工作，對(duì)周圍底泥的擾動(dòng)會(huì)在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生二次污染。吸揚(yáng)式挖泥船適于挖吸含水量較高的淤泥，對(duì)于稍密實(shí)或稍粘性的泥土難于吸動(dòng)。需加高壓噴水裝

7、置使泥土松動(dòng)，這將使污染泥土較大范圍的懸浮擴(kuò)散造成污染。此類船型為早期的疏浚工程船舶，船舶陳舊，性能較差，屬淘汰船型。斗輪式挖泥船如果底泥厚度合適，此類船舶能挖掘和輸送濃度較高的底泥泥漿，使生產(chǎn)效率提高。由于挖掘機(jī)構(gòu)(斗輪)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，維修成本較高，且斗輪尺寸龐大，對(duì)付薄層底泥時(shí)效率大大降低。易堵口，清理困難，對(duì)于雜質(zhì)較多的底泥適應(yīng)性較差。水利泥漿機(jī)組適合于水深較淺、水量小的河道、湖泊。對(duì)于疏挖量較大時(shí)，需投入大量機(jī)械設(shè)備和人工，施工強(qiáng)度和工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大；排距短。1.2.2 疏挖船舶能力選型（1）適用于本工程的挖泥船的條件（2）可供本次工程選擇的挖泥船（3）船舶選型1.3 疏挖施工方法及要

8、點(diǎn)疏浚工程施工為水上作業(yè)，施工單位應(yīng)根據(jù)疏浚土質(zhì)、排距等不同，進(jìn)一步優(yōu)化疏浚施工方案，合理選配施工船舶，選用不同泥泵工作轉(zhuǎn)速，合理調(diào)整絞刀轉(zhuǎn)速，以降低油耗。同時(shí)必須堅(jiān)持“安全質(zhì)量第一，預(yù)防為主”的方針。在施工過(guò)程中要嚴(yán)格貫徹執(zhí)行有關(guān)安全管理制度、勞動(dòng)保護(hù)政策、法規(guī)等。1.3.1 疏浚工程前清障在施工前，為保證疏浚施工的安全、正常順利進(jìn)行，需進(jìn)行大規(guī)模的清障作業(yè)，如捕魚(yú)用的木樁、竹竿、廢棄的魚(yú)網(wǎng)、魚(yú)具以及沉船、鋼質(zhì)棧橋等。1.3.2 施工方法及注意事項(xiàng)（1）在挖泥過(guò)程中，操作手通過(guò)船上的DGPS進(jìn)行實(shí)時(shí)精確定位，根據(jù)實(shí)時(shí)通報(bào)的水位，通過(guò)船上配備的高精度絞刀深度顯示儀精確控制挖泥深度；（2）挖泥船

9、采用分段、分層、分條施工方法，相鄰兩條的挖泥重疊寬度不小于2m，以防止漏挖。一次最大挖泥厚度不大于0.5m，先疏挖上層污染底泥，再疏挖下層底泥；（3）嚴(yán)格控制水位及船舶吃水。挖泥船要堅(jiān)持每班崗三次監(jiān)測(cè)，定時(shí)檢測(cè)水深和船舶吃水，當(dāng)水深或船舶吃水每變化0.10m時(shí)，必須重新調(diào)整絞刀下放深度；（4）在近岸水域部分施工時(shí)采用“只吸不絞”方法進(jìn)行施工，以保證岸坡穩(wěn)定；（5）排泥管跨越航道時(shí)應(yīng)采用水下管，浮管及水下拋設(shè)物，如錨、管線等均應(yīng)設(shè)置明顯標(biāo)志并根據(jù)需要設(shè)置燈器；（6）由于疏浚區(qū)雜物較多，施工設(shè)備操作人員要密切注意設(shè)備的工作狀態(tài)，若有異常，應(yīng)立即停止挖泥，及時(shí)進(jìn)行處理，以免損壞設(shè)備。在施工過(guò)程中遇到

10、大面積障礙物時(shí)，如廢棄的水下堤岸、塊石堆等，挖泥船亦改采用“只吸不絞”方法進(jìn)行施工，以保證挖泥船的安全；（7）施工期間應(yīng)設(shè)專人巡視管線，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并更換即將破損的管線；（8）在近岸施工時(shí)，應(yīng)派專人巡視護(hù)岸，防止護(hù)岸破壞。1.4 平面位置控制、挖深控制及防止細(xì)顆粒擴(kuò)散措施為了安全清除污染底泥，達(dá)到預(yù)期的治理效果，挖泥船施工時(shí)一定要制好開(kāi)挖的水平和垂直精度，保證施工質(zhì)量。1.4.1 平面位置控制措施絞吸挖泥船的平面位置定位方法一般有以下三種：（1）導(dǎo)標(biāo)定位；（2）常規(guī)光學(xué)儀器定位；（3）無(wú)線電定位。采用導(dǎo)標(biāo)定位，需根據(jù)施工情況在水面或湖岸設(shè)置若干縱橫導(dǎo)標(biāo)、轉(zhuǎn)向?qū)?biāo)，通過(guò)目測(cè)定位，該定位方法原理簡(jiǎn)單，

11、但精度差。采用常規(guī)光學(xué)儀器定位，最常用的是前方交匯法，在岸上設(shè)立儀器，通過(guò)測(cè)定控制點(diǎn)與挖泥船之間的角度或方位角確定船位。用這種方法定位，精度較高，但需岸船通視、配合，實(shí)際操作中受制約因素較多。采用無(wú)線電定位，有多種方法，如微波測(cè)距儀、全球衛(wèi)星差分定位系統(tǒng)（DGPS）等。近年來(lái)隨著DGPS定位技術(shù)的日趨成熟和迅速普及，發(fā)達(dá)國(guó)家挖泥船幾乎無(wú)一例外地應(yīng)用該技術(shù)作為高精度定位（有的還利用DGPS三維定位中的垂直分量作為垂直精度的校核和控制）。目前，我國(guó)DGPS在挖泥船上的應(yīng)用正蓬勃發(fā)展，其良好的精度和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)性能使挖泥船的施工精度大大提高。以上三種方法比較詳見(jiàn)表6-4。表 13 疏浚船定位方法比較表定

12、位方法比較參數(shù)導(dǎo)標(biāo)定位法前方交匯法DGPS定位法一般精度510米1米以內(nèi)1米以內(nèi)受人為影響大大無(wú)受氣象影響大大無(wú)對(duì)環(huán)境條件要求高高低作業(yè)配合簡(jiǎn)單復(fù)雜簡(jiǎn)單工作時(shí)間一般白天白天全天候動(dòng)態(tài)實(shí)施效果差差好質(zhì)量監(jiān)督難難易技術(shù)復(fù)雜程度低中高臺(tái)班費(fèi)用低較低較高自動(dòng)化程度低低高指導(dǎo)施工效果差差好軌跡/資料存儲(chǔ)無(wú)無(wú)自動(dòng)本報(bào)告推薦挖泥船的平面位置控制方法采用DGPS定位。1.4.2 挖深控制措施（以絞吸船為例）目前，絞吸挖泥船的挖深多采用能夠指示絞刀實(shí)際下放深度的系統(tǒng)控制，該系統(tǒng)有電子傳感式絞刀深度指示器，也有機(jī)械傳動(dòng)式的絞刀深度指示器。本報(bào)告推薦選用電子傳感式絞刀深度指示器，但系統(tǒng)的誤差應(yīng)限制在0.05m之內(nèi)。

13、影響絞吸挖泥船挖深精度的因素主要有以下三個(gè)方面：（1）絞刀下放深度精度；（2）船舶吃水的變化；（3）湖泊水位的變化。施工的開(kāi)始階段要對(duì)絞刀深度指示器進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)應(yīng)以浚前斷面和浚后斷面進(jìn)行比較，采用超聲波測(cè)深儀進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)除按水運(yùn)工程測(cè)量規(guī)范要求進(jìn)行外，還必須注意以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）浚前、浚后使用同一頻率的測(cè)深儀；（2）使用定位系統(tǒng)精度要一致；（3）測(cè)深儀的聲速改正要一致；（4）施工期間，要經(jīng)常檢測(cè)船舶吃水、湖泊水位的變化，并根據(jù)變化情況經(jīng)常修正絞刀下放深度，保持垂直精度在0.2m之內(nèi)。1.4.3 疏浚過(guò)程中防止細(xì)顆粒擴(kuò)散的措施（1）防止細(xì)顆粒擴(kuò)散的必要性細(xì)顆粒物質(zhì)具有較大的比表面，其上總是

14、吸附較多的污染物，同時(shí)它們?cè)谑杩＿^(guò)程中，經(jīng)過(guò)攪松后迅速進(jìn)入懸浮狀態(tài)，由于其沉降速度極慢，會(huì)在水中處于懸浮狀態(tài)，若疏浚時(shí)過(guò)度攪動(dòng)產(chǎn)生的細(xì)顆粒物擴(kuò)散到水體中，或排回水體的余水中含有大量的懸浮物都會(huì)影響水質(zhì)或降低疏浚效果。因此在疏浚過(guò)程中必須采用措施盡量減少細(xì)顆粒的擴(kuò)散。（2）細(xì)顆粒擴(kuò)散的位置和防止措施細(xì)顆粒擴(kuò)散的位置主要與作業(yè)性質(zhì)有關(guān)，對(duì)用絞吸挖泥船疏浚而言，主要為絞刀吸口處，它是由絞刀的旋轉(zhuǎn)和絞刀架的擺動(dòng)造成的。云南草海污染底泥疏挖及處置一期工程，對(duì)普通絞吸挖泥船監(jiān)測(cè)污染物擴(kuò)散結(jié)果表明，在普通絞吸挖泥船，各污染物的濃度在距絞刀中心5m范圍內(nèi)呈現(xiàn)相當(dāng)顯著的跌落，15m范圍外基本未造成擴(kuò)散影響；而環(huán)

15、保型絞吸船絞刀旋轉(zhuǎn)的污染物擴(kuò)散范圍幾乎為零。由上可知，由絞刀旋轉(zhuǎn)與橋架橫移造成的絞刀頭的細(xì)顆粒擴(kuò)散是一種小范圍的擴(kuò)散。選擇合適的絞刀轉(zhuǎn)速和吸入能力會(huì)進(jìn)一步減少細(xì)顆粒的擴(kuò)散范圍，并且在疏浚作業(yè)完成后迅速消退，不會(huì)對(duì)疏浚區(qū)水體造成破壞。1.5 污染底泥輸送本次工程的污染底泥是通過(guò)挖泥船上的柴油機(jī)和泥泵的排壓，以泥漿形式采用管道直接輸送，吸泥、排泥一次完成，實(shí)現(xiàn)排壓不足時(shí)，在管線中加接接力泵站。因此，需在疏浚區(qū)及堆場(chǎng)間鋪設(shè)輸送管道，排泥管的連接形式為水上浮管接水下潛管再接水上浮管連接陸上管排到堆場(chǎng)內(nèi)。排泥管道的布設(shè)原則（1）盡量縮短排泥管線的長(zhǎng)度，減少沿程阻力；排泥管線宜平順，避免出現(xiàn)大于60度的拐

16、彎角，以減小輸送局部阻力；（2）盡量避免穿越人口、建筑物密集區(qū)，盡量避免穿越車輛較多的道路，少占耕地、道路；（3）便于排泥管線的維護(hù)。管線組成：疏挖區(qū)內(nèi)采用浮管，跨越航道采用水下潛管，其余段采用陸地管。浮管及水下拋設(shè)物，如錨、管線等均應(yīng)設(shè)置明顯標(biāo)志并根據(jù)需要設(shè)置燈器。在跨越航道敷設(shè)水下潛管時(shí)，根據(jù)水深情況開(kāi)挖管溝，以保證航道水深在1.5米左右。2. 污染底泥處置及干化方案2.1 堆場(chǎng)建設(shè)方案2.1.1 堆場(chǎng)選址原則符合當(dāng)?shù)匾?guī)劃部門的總體規(guī)劃，堆場(chǎng)的土地利用類型為臨時(shí)用地；符合環(huán)保要求，不對(duì)堆場(chǎng)附近村莊等造成二次污染，盡量選擇泥炭層厚的地帶為宜；所選堆場(chǎng)容積能夠滿足存泥量的要求；考慮施工及運(yùn)輸便

17、利，所選場(chǎng)地宜在待疏挖區(qū)域周邊；以占用場(chǎng)地最小化、效率最大化為目標(biāo)，優(yōu)化堆場(chǎng)設(shè)計(jì)。2.1.2 堆場(chǎng)場(chǎng)地比選2.1.3 堆場(chǎng)圍埝工程圍埝是堆場(chǎng)的重要組成部分，有臨時(shí)圍埝、永久圍埝之分。其結(jié)構(gòu)型式應(yīng)根據(jù)吹填區(qū)位置、現(xiàn)場(chǎng)水深、地質(zhì)條件、吹填高程、當(dāng)?shù)乜捎貌牧系惹闆r來(lái)選定。按結(jié)構(gòu)型式分為重力式、板樁式等，按填筑材料可分為土埝、石埝、砂埝等。圍埝設(shè)計(jì)時(shí)首先要考慮其穩(wěn)定性，存放污泥的堆場(chǎng)圍埝還要考慮防滲措施，防止二次污染，并且還要考慮到當(dāng)?shù)氐墓こ虆^(qū)實(shí)際情況。（1）圍埝結(jié)構(gòu)型式圍埝結(jié)構(gòu)型式一般采用碾壓土石圍埝或編織袋裝土圍埝。根據(jù)堆場(chǎng)的現(xiàn)狀，結(jié)合滇池草海底泥疏挖及處置一期工程、繼續(xù)疏浚工程、二期工程的經(jīng)驗(yàn)，

18、本次工程選用拋石壓重平臺(tái)編織袋裝土圍埝。（2）圍埝頂高程的確定圍埝頂高程的確定應(yīng)考慮設(shè)計(jì)吹填標(biāo)高、預(yù)留沉降量、安全超高、沉淀工作水位等參數(shù)。圍埝頂高程按下式確定： hh1+h2+h3+h4式中： h圍埝頂高程（m）； h1設(shè)計(jì)吹填標(biāo)高（m）； h2預(yù)留沉降量（m），根據(jù)圍埝土質(zhì)及地基情況確定； h3安全超高（m）； h4沉淀工作水位（m）。2.1.4 堆場(chǎng)防滲工程堆存底泥對(duì)環(huán)境的影響，主要體現(xiàn)在底泥溶出物對(duì)地下水及周邊環(huán)境的污染。堆場(chǎng)必須進(jìn)行防滲設(shè)計(jì)，以防干化底泥中的污染物在徑流沖刷下，隨之進(jìn)入地下水及周邊環(huán)境，造成二次污染。防滲處理包括底面防滲處理和側(cè)面防滲處理，可采用自然防滲與人工防滲相結(jié)

19、合的方法。自然防滲主要是依靠天然粘土形成的襯里滿足防滲要求，人工防滲是鋪設(shè)土工合成材料等來(lái)達(dá)到防滲要求。本工程采用“兩布一膜”的防滲結(jié)構(gòu)，從下而上依次為：GCL襯墊或1m粘土層、300g/m2土工布一層、2.0mm厚HDPE土工膜、300g/m2土工布一層、粒徑1640mm的300mm厚碎石等濾料排水層、200g/m2土工布隔離保護(hù)層、其上堆存干化底泥。此外，土工膜的底部應(yīng)嵌入基礎(chǔ)以下0.5米，并用編織袋裝土壘壓。HDPE防滲土工膜不僅具有優(yōu)良的耐久性能，而且抗腐蝕、抗紫外線能力強(qiáng)。隔離保護(hù)層的作用是防止堆存底泥堵塞滲瀝液排水層，排水層的作用是將底泥產(chǎn)生的滲瀝液收集排出。2.2 底泥脫水干化技

20、術(shù)比選2.2.1 底泥脫水處理工藝介紹滇池外海污染底泥具有顆粒細(xì)、容重輕等特點(diǎn)，疏挖底泥經(jīng)絞吸式挖泥船疏挖后送至堆場(chǎng)，其含水率達(dá)到96。因此，疏浚后底泥高含水率的特性，不僅會(huì)造成體積、質(zhì)量的增大，還會(huì)造成后續(xù)輸送困難、處理容積大、處理場(chǎng)地面積大、經(jīng)濟(jì)性差的問(wèn)題。用一般自然干化的方法將需要很長(zhǎng)時(shí)間污泥才能固結(jié)，為盡快利用土地，必須采取有效措施，縮短污染泥漿脫水干化的歷程。底泥脫水干化是底泥處理處置的一大難點(diǎn)，如何降低其含水率即減容是疏浚過(guò)程的重要環(huán)節(jié)。脫水技術(shù)視疏浚底泥的體積、含水率、場(chǎng)地和脫水要求而定，疏浚底泥的含固率一般為5%10。污泥脫水干化處理技術(shù)一般包括自然干化脫水、快速脫水干化、機(jī)械

21、壓濾脫水、土工管袋技術(shù)等。 自然干化自然干化是利用太陽(yáng)能無(wú)污染、可再生、能量大、成本低等特點(diǎn)，對(duì)污泥加熱干燥。污泥的自然干化需要良好的氣候條件，當(dāng)日照時(shí)間長(zhǎng)、光照強(qiáng)、風(fēng)速大、降雨量少時(shí)，脫水效果好，反之則差。高含水率的污泥在堆場(chǎng)中被攤鋪成均厚的泥層，并依靠污泥本身厚度的靜壓力，通過(guò)沉淀、滲透等過(guò)程，實(shí)現(xiàn)泥水分離，濾液與上清液主要通過(guò)蒸發(fā)、收集排放管等排出。干化場(chǎng)四周設(shè)圍堤，場(chǎng)內(nèi)用隔墻將整塊干化場(chǎng)分隔成若干塊，每次排入干化場(chǎng)的污泥占用一塊，使污泥均勻地平鋪于干化場(chǎng)，順序輪流使用各分塊，便于泥餅的鉸除，使干化場(chǎng)有效、合理的作用。污泥在傳統(tǒng)的人工自然干化場(chǎng)進(jìn)行泥水分離的作業(yè)方式，由于占地面積大，工況

22、惡劣，工藝效果的耐候性差，處理效率低下等缺陷已逐漸被淘汰。 快速脫水干化快速脫水干化技術(shù)是由上海交通大學(xué)河湖環(huán)境技術(shù)開(kāi)發(fā)中心針對(duì)底泥疏?，F(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)惡臭、無(wú)底泥堆場(chǎng)、疏浚底泥數(shù)年無(wú)法干化再利用、余水二次污染等瓶頸工程問(wèn)題，以十五計(jì)劃水專項(xiàng)數(shù)項(xiàng)底泥疏浚專利成果為基礎(chǔ)，參考國(guó)外技術(shù)，開(kāi)發(fā)了兩項(xiàng)新的核心專利，并集成相關(guān)技術(shù)而形成的疏浚底泥脫臭、無(wú)堆場(chǎng)高速干化余水達(dá)標(biāo)綠地土再利用集成技術(shù)系統(tǒng)?？焖倜撍苫夹g(shù)的核心是“疏浚底泥兩段式混合反應(yīng)脫水方法”和“能夠加快疏浚底泥脫水干化過(guò)程的堆場(chǎng)構(gòu)建方法”。絞吸式環(huán)保疏浚船將吸出的污染底泥通過(guò)輸泥管輸送至快速脫水干化系統(tǒng)中，在第一段管道內(nèi)，與通過(guò)計(jì)量泵輸送的高性能

23、疏水化藥劑高速攪拌混合均勻，使污染底泥顆料中的毛吸管水與間隙水得以釋放，從而實(shí)現(xiàn)分子級(jí)固液分離；在第二段管道內(nèi)，與通過(guò)計(jì)量泵輸送的有機(jī)高分子絮凝劑高速攪拌混合均勻，使固液分離后的泥質(zhì)粒子進(jìn)行重新凝聚。最后，在底泥堆場(chǎng)內(nèi)，采用導(dǎo)水層與導(dǎo)水管相結(jié)合、堆場(chǎng)豎井定期真空抽水等方式，實(shí)現(xiàn)疏浚底泥的高速干化以及余水的達(dá)標(biāo)排放及再利用，而污染底泥則采用造地等綜合利用方案實(shí)現(xiàn)資源化。圖21 管道混合反應(yīng)器及管道噴口示意圖泥水導(dǎo)入SPSP固形物脫水達(dá)標(biāo)水高速攪拌 分離高速攪拌 凝集DLH疏水化劑DLH高分子凝集劑SP圖22 快速脫水干化工藝流程示意圖快速脫水干化的技術(shù)特點(diǎn)：（1）由于底泥沉降速度快，干化時(shí)間段，

24、與傳統(tǒng)工藝相比，堆場(chǎng)占地面積大大減少，有效降低了疏浚工程的總成本；（2）在污泥處置過(guò)程中，直接增加管道混合反應(yīng)器，與傳統(tǒng)工藝相比，不用另外建設(shè)混合池、反應(yīng)池等，大大降低了建設(shè)成本；（3）處理后的余水水質(zhì)能達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，余水中SS的含量小于20mg/L；（4）此技術(shù)處理過(guò)程中污泥堆場(chǎng)沒(méi)有異味，在人口密集的市區(qū)或者住宅區(qū)臨近施工，都不會(huì)影響人民的正常生產(chǎn)生活。 機(jī)械壓濾脫水（底泥脫水固結(jié)一體化技術(shù)）機(jī)械脫水通常分為三類：真空吸濾脫水、壓濾脫水和離心脫水。目前，國(guó)內(nèi)利用機(jī)械脫水的主要方式為壓濾脫水方式，且使用最多的為底泥脫水固結(jié)一體化技術(shù)。底泥脫水固結(jié)一體化工藝主要包

25、括：貯泥池、底泥調(diào)質(zhì)加藥系統(tǒng)、配漿池和固液壓濾分離設(shè)備等，工藝流程如圖28。泥漿粗網(wǎng)攔污除渣機(jī)貯泥池絮凝劑泥漿泵固化劑管道輸送配漿池氣體攪拌裝置泥餅固液壓濾分離泥漿泵渣漿泵排渣外運(yùn)外運(yùn)填埋或資源化清水回湖圖23 底泥脫水固結(jié)一體化工藝流程圖圖24 底泥機(jī)械壓濾設(shè)備圖底泥加藥系統(tǒng)包括絮凝劑制備裝置（包括干粉加料系統(tǒng)、溶藥罐與投藥罐）、稀釋裝置（包括藥水混合器、流量計(jì)、閥門、管路）以及藥劑投加與混合裝置。在本工程中，需要投加與脫水固結(jié)一體化技術(shù)相匹配的絮凝劑與固化劑“FSA+HEC”，總投藥量為16.52萬(wàn)噸。機(jī)械壓濾分離設(shè)備需30臺(tái)，脫水設(shè)備的單機(jī)處理能力為363m3/h。 土工管袋技術(shù)土工管袋

26、技術(shù)是利用一種由高強(qiáng)土工織物制成的大型管袋及包裹體本身的濾水作用，去除泥漿中的水。把高含水量的淤泥充填到土工管袋中，加上荷載進(jìn)行預(yù)壓，能加快淤泥的排水固結(jié)。土工管袋技術(shù)脫水耗能小，無(wú)需設(shè)備維護(hù)，可達(dá)到全程封閉作業(yè)進(jìn)行脫水，既經(jīng)濟(jì)又快速。研究表明，充入袋體中99%的泥漿固體物會(huì)留下來(lái)，泥漿體積減少80%以上，這樣袋體可以反復(fù)充填，直到達(dá)到袋體允許高度，大大縮小了廢棄物的占有空間。圖25 土工管袋技術(shù)施工現(xiàn)場(chǎng)圖一般來(lái)說(shuō)土工管袋技術(shù)分為3步：第一步是充填，采用高強(qiáng)度且可滲透的土工織物制造成實(shí)際需要的袋體，然后充填污泥進(jìn)入袋體；第二步是排水，由于構(gòu)成袋體的土工織物有細(xì)小孔洞，它可截留污泥中的固體物（9

27、9%的固體被截留）。又可排出污泥中的水分，這樣可有效減少袋體中包容物的體積。袋體可重復(fù)進(jìn)行充填，直至達(dá)到袋體材料容許高度，同時(shí)排出的水可回用；第三步是固結(jié)，在多次充填和排水后，袋體中留下來(lái)的細(xì)顆粒物體將由于干燥作用會(huì)逐漸固結(jié)。固體體積能夠減少80%。袋體填充滿后，內(nèi)部的固體運(yùn)往填埋場(chǎng)處置。2.2.2 技術(shù)比選及推薦表 21 脫水技術(shù)比對(duì)表技術(shù)自然干化快速脫水干化機(jī)械壓濾脫水土工管袋技術(shù)優(yōu)點(diǎn)簡(jiǎn)單易行，實(shí)用性強(qiáng)，處理成本低。占地面積小，底泥干化時(shí)間段，處理成本低，余水水質(zhì)好，堆場(chǎng)沒(méi)有臭味等。減容明顯，占地面積小，工期短。減容明顯，脫水場(chǎng)地對(duì)承載力要求較低。缺點(diǎn)占地面積大，干化期廠，工況惡劣，工藝效

28、果的耐候性差，處理效率低下。成本比自然干化要高。脫水場(chǎng)地對(duì)承載力要求較高，有潛在技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，處理費(fèi)用較高。占地面積大，有潛在技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，處理費(fèi)用高。從技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)可行性等方面對(duì)各脫水方案進(jìn)行比較：自然干化技術(shù)和土工管袋技術(shù)雖然處理成本較低，但其干化速度慢，占地面積大。機(jī)械壓濾脫水技術(shù)雖然脫水效率高，占地面積小，但其底泥調(diào)質(zhì)工程加藥量大，脫水設(shè)備耗能大，實(shí)施成本高，且底泥處理場(chǎng)后期土地利用存在風(fēng)險(xiǎn)?？焖倜撍苫夹g(shù)方案，不僅脫水效率高，占地面積小，余水水質(zhì)好，且成本相對(duì)較低。2.3 泥漿脫水干化方案2.3.1 泥水分離的工作原理污染底泥快速脫水是底泥處理處置的一大難點(diǎn)，如何降低污染底泥含水率即減

29、容是環(huán)保疏浚中最重要的環(huán)節(jié)。底泥中水以結(jié)晶水、間隙水、毛管水、吸著水等多種形式存在，自由水分的脫除比較容易，但間隙水分的脫除卻很難。在快速脫水干化系統(tǒng)中，利用疏水化劑的電離作用，當(dāng)疏水化藥劑與污染底泥充分混合時(shí)，將污染底泥中的毛吸管切斷，使毛吸管水與間隙水得以釋放，從而實(shí)現(xiàn)了分子級(jí)固液分離，再注入高分子絮凝劑，把固液分離后的泥質(zhì)粒子進(jìn)行重新凝聚。兩種藥劑的配合使用，極大的提高了污染底泥固化的速度。圖26 泥水分離工作原理示意圖2.3.2 原材料進(jìn)場(chǎng)與生產(chǎn)疏水化藥劑，是一種無(wú)機(jī)藥劑，無(wú)機(jī)疏水化劑在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)，相關(guān)器材有疏水化劑儲(chǔ)藏罐、疏水化劑制液罐、疏水化劑稀釋罐、疏水化劑制造清水罐、疏水化劑添加

30、供給泵、疏水化劑原料輸送泵、疏水化劑稀釋水用供給泵、清水輸送泵、管道混合器、電磁流量計(jì)等。高分子絮凝劑配以助凝劑同時(shí)使用，相關(guān)器材有高分子絮凝劑溶解罐、高分子絮凝劑添加供給泵、高分子凝集剤稀釋水用供給泵、高分子絮凝劑溶解罐攪拌機(jī)、管道混合器、電磁流量計(jì)等。無(wú)機(jī)疏水化劑的消耗量根據(jù)疏浚能力計(jì)算，高分子絮凝剤及助凝劑的進(jìn)場(chǎng)量根據(jù)疏浚能力計(jì)算，為不妨礙疏浚作業(yè)，分批進(jìn)場(chǎng)。2.3.3 藥劑添加系統(tǒng)在絞吸式疏浚船作業(yè)時(shí)，采用管注工藝，將無(wú)機(jī)疏水化劑及高分子絮凝劑等添加在攪拌裝置（管道混合器）內(nèi)，經(jīng)攪拌混合均勻后，排放到排泥場(chǎng)。管道混合器分無(wú)機(jī)疏水化劑用、高分子絮凝劑用兩種型號(hào)，每種藥劑都設(shè)置在攪拌效率最

31、佳的添加位置。添加位置應(yīng)隨著絞吸式疏浚船的移動(dòng)，配置在泵船排泥管的放水口處。2.3.4 堆場(chǎng)排水方法堆場(chǎng)底部設(shè)置導(dǎo)水層與導(dǎo)水管導(dǎo)水：在堆場(chǎng)底部設(shè)置整體兩維平面導(dǎo)水層以及數(shù)條導(dǎo)水地溝，將底泥底層下重力水自流方式向一則導(dǎo)出堆場(chǎng)。堆場(chǎng)豎井定期真空抽水：在堆場(chǎng)疏浚底泥層中與導(dǎo)水管上設(shè)置豎井，并在豎井底部設(shè)置真空水泵，定期抽出重力水。 2.4 堆場(chǎng)余水處理方案在以保護(hù)和改善水環(huán)境為目的的污染底泥環(huán)保疏浚過(guò)程中，余水處理是十分重要的。疏浚過(guò)程中，絞吸式挖泥船挖掘污染底泥，以泥漿形式輸送至堆場(chǎng)，其體積將擴(kuò)大，泥漿經(jīng)堆場(chǎng)自然沉淀后有大量余水需外排，采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)對(duì)余水進(jìn)行處理，使余水中的污染物含量減少到最少，可以大量減少將疏挖出的污染物再排回水體的量，從而保證環(huán)保疏挖工程有較好的環(huán)境效益。影響余水水質(zhì)的主要因素有：對(duì)余水的處理工藝是否合理；處理