环保清淤理念在水利工程设计中的运用分析

环保清淤理念在水利工程设计中的运用分析

黄鑫

天津中水新华工程规划设计有限公司天津市300000

摘要：环保清淤，又称为生态清淤，是为了改善水质和水生态环境、减少二次污染而进行的带水作业方式，不仅仅局限于以往为改善通航条件或行洪除涝条件而进行的河道疏浚工程。本文从环保的角度对清淤的方法和淤泥的处理、处置方法进行简单的分析。

关键词：环保清淤；水质；水生态环境；挖泥船；淤泥；脱水

一、前言

河道底泥成分复杂，是经过一系列的物理、化学及生化作用产生并沉积于河底的疏松状、灰黑色泥质，富含有机质和营养盐，具有明显臭味，极易引起水质污染，造成鱼类等生物无法生存，产生多种危害。水体的底泥污染，是全世界范围内的一个重要的环境问题。

二、环保清淤的方法

目前的清淤方式有多种，主要分为干水作业、带水作业和环保清淤三种形式。传统的河道清淤工程，以“疏通”为目的，恢复河道的防洪、除涝和灌溉功能，而环保清淤的理念包括两方面，一是以疏通河道为目的的清淤工程，也就是以解决防洪、除涝和灌溉问题为目的，二是以改善水质和水生态环境、提升河道景观为目的的底泥清除工程。随着社会经济的快速发展，水污染已成为困扰我们生存与发展的重要制约因素，传统的以“疏通”为目的清淤方式已经不能满足可持续发展的需要，目前河道清淤已经从过去的仅以“疏通”为主的传统水利工程目标向生态水利目标拓展，因此环保清淤已成为治理湖泊、港口及河道内源污染物、为水质改善提供保障的重要手段。

环保清淤的要求：一是在清淤过程中要防止底泥的扰动和扩散，以免造成水体浑浊和水体的二次污染；二是施工中要求控制施工机械的噪音，不能影响附近居民的正常生活，避免噪音污染；三是施工机械要求有较高的精度，避免超挖或漏挖，以免破坏原水体生态系统；四是淤泥脱水处理或运输途中应做好防渗防漏处理，以防止产生二次污染。环保部最新发布的《农用地土壤环境管理办法（试行）》（2017年11月1日起实施）第十二条明确规定：禁止在农用地排放、倾倒、使用污泥、清淤底泥、尾矿（渣）等可能对土壤造成污染的固体废物。因此，环保清淤的难点和重点在于如何有效地确定清淤深度及位置，并有效得防止二次污染，如果清淤深度控制不当，易导致深层的污染物质释放进入水体，有可能打破原有河道底泥和水中的氮、磷溶解、释放平衡，从而出现清淤后水体氮、磷浓度增高的现象，甚至会改变水中的氮、磷比例。

目前国内常用的环保清淤设备多为在普通挖泥船基础上对某些施工机具进行环保改良，并配备高精度的定位技术和现场监控系统，以满足环保清淤的要求。常用的环保清淤设备有螺旋式挖泥船、绞吸式挖泥船和密闭旋转斗轮式挖泥船等，此类设备能够在挖泥施工时阻断水侵入底泥中，因此可较高浓度地挖除底泥且较少发生污浊、淤泥扩散和逃淤现象，清淤过程中最大程度地避免污染周围水域，通过挖泥船上的大功率泥泵吸入淤泥并输送至输泥管道，经封闭管道输送至指定的淤泥临时处理场地，挖泥、运泥一次同时完成，防止二次污染。环保绞吸式挖泥船配套专用的环保绞刀头，可以有效防止淤泥泄漏和扩散，可以清挖较薄的底泥而对底泥扰动较小，一次可清挖淤泥厚度为0.2~1.1m，底泥清除率可高达95%以上，清淤泥浆浓度较高，泥浆质量分数可达70%以上，同时绞吸式挖泥船配备高精度定位技术和现场监控系统，通过模拟动态动画，直观地展现清淤机具的挖掘轨迹，并通过挖深指示仪和回声探测仪控制高程和深度，能精确定位绞刀的深度，清淤精度高，适用于工程量较大的中、小型河道、水库和湖泊等，多用于河道、水库和湖泊的环保清淤工程。

三、底泥处理方法

河道清淤工程必然产生大量淤泥，过去中、小河道清除的淤泥，可进行沤肥后作为肥料投放到大田再利用，这种方法很自然地解决了淤泥的去向问题。然而现在乡镇企业不断发展，有些中、小河道因沿线的工业污水排放造成不同程度的污染，并且附近居民的生产生活方式也可能导致一些小型工业废弃物、生活垃圾弃于河道之中，有些河道的淤泥已经成为“污泥”，加之农业化肥的使用越来越普遍，河道底泥已经不再适合直接还田或者经过沤肥后作为肥料再利用，因此河道底泥的合理处理、处置也是非常必要的。

（一）污染淤泥处理

淤泥是否污染及污染物种类不同，相应的处理方法也不尽相同，对于含有污染物的淤泥，首先应通过相应技术手段将污染水平降低到相关标准之下，例如淤泥固化处理技术和淤泥钝化处理技术。淤泥固化处理是在淤泥中添加固化材料，使其与淤泥之间发生一系列物理、化学反应，从而降低淤泥的含水率，并提高淤泥强度，使淤泥中的有机物质、重金属等封闭于土颗粒中，经固化处理后的淤泥透水系数小，有害物质难再次淋滤和溶出，有效避免造成二次污染和二次泥化，适用于大量淤泥的处理工程。处理后的底泥也可再利用于回填、筑路、筑堤、景观绿化等。淤泥固化处理技术不仅仅解决了淤泥的出路问题，提升了水质及水环境，又额外增加了经济效益，一举数得。淤泥钝化处理原理是利用重金属在不同环境中具有不同活性状态的特性，通过添加相应的化学材料，与淤泥发生一系列化学反应，使淤泥中的不稳定态重金属转化为稳定态的重金属，减小重金属的活性，同时也能产生一些具有对重金属物理包裹的物质，降低重金属的浸出，从而进一步降低重金属的释放和危害，达到降低污染的目的。

（二）无污染淤泥处理

对于基本上没有污染物或污染物低于相关标准的淤泥，按照减量化、无害化、资源化的固体废弃物处理原则，可以通过脱水处理对淤泥进行资源化利用，例如利用脱水处理后的淤泥制砖瓦、陶粒等，或堆放至低洼地后作为农用土地进行再利用。

机械脱水的方法是使用专用的脱水机械将淤泥中多余的水分去除，脱水处理后地底泥易于运输和再利用。常用的淤泥脱水机械有板框式压滤机、离心脱水机、带式压榨过滤机等。板框式压滤机由滤板和滤框交替排列构成一组滤室，含水率高、强度低的泥液流经过滤介质，固体颗粒停留在滤布上，逐渐堆积形成过滤泥饼，而滤液则渗透过滤布，形成不含固体颗粒的清液，沿滤板沟槽流至板框边角的通道集中排出。离心脱水机由转载和螺旋输送器组成，由螺旋输送器的空心转轴将淤泥送入转筒，在高速旋转产生的离心力作用下，颗粒比重较大，产生的离心力也较大，因此被甩贴在转毂内壁形成固体层，而水的比重较小，产生的离心力也较小，只在固体层内侧产生液体层。螺旋输送器缓慢推动固体层的底泥，将其输送至转载的锥端并连续排出，液体则排至转载外汇集，排出脱水机。

四、结语

随着社会经济的不断发展，对生态环境保护的重视，越来越多的城市和农村河道将进行清淤和疏浚工程，无论采用何种技术和方法，河道综合治理的主要目标——水质改善和提升，应是清淤方法、工艺选择中务必要考虑的问题。为此，本文就从中、小河道的清淤工程入手，对环保清淤的特点和施工工艺进行简要的分析，从而为更好地开展河道清淤工作，改善水环境，促进城市可持续发展提供参考。

参考文献：

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