中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 浙江省杭州市 310030
摘要:河道底泥是由水中的固体颗粒物以及粘土、有机物等各种物质在理化反应作用下逐渐沉淀形成的沉积物。底泥富含丰富的营养物质,具有一定的肥力,可作为肥料施用于耕地。近年来,我国工业发展迅速,工业废水排放量不断增加,大量污染物和废弃物进入河流,渗入河道底泥,严重污染水体。水体渗透至地下水和土壤,还会导致地下水和土壤受到污染。河道底泥大量积聚导致水位不断上升,增加了洪灾爆发可能性。因此,在生态环境治理过程中,必须重视河道底泥处理,综合应用疏浚技术,减少河道内部底泥积累,实现资源循环利用目标,推动河道生态环境持续发展。
关键词:河道疏浚;底泥处理;资源利用
随着公众对环保的关注不断增加,河道治理变得愈发重要。由于河道底泥长期积累,会导致河床逐渐升高,若不及时清理处理,则会影响河道的洪水排放能力。因此,长期累积的河道底泥将释放大量污染物至水中,导致河流污染。为此,应加大河道底泥疏浚的重视,综合运用先进疏浚技术降低成本,充分利用河道资源,发挥其生态效益。
1河道疏浚底泥的处理技术
1.1河道底泥的传统处理技术
1.1.1自然干化
利用自然晾干技术,在空旷地区堆积河道底泥,通过蒸发作用使底泥中的水分逐渐减少,从而实现固化。这种技术操作简便,对操作人员的专业能力要求较低。然而,采用自然干化法处理河道底泥需时较长,且易受天气变化影响,严重浪费土地资源。同时,采用此法时,污染物质可能渗入土壤与地下水,导致二次污染,因此较少被采纳。
1.1.2离心法
使用高速旋转的离心机进行脱水是固液分离的一种方法,可以脱去河道底泥。尽管这种方法脱水效率较高,但成本也相对较高。此外,若未妥善处理重金属和污染物质,则可能增加其处理成本。
1.1.3电渗析法
电渗析法属于电化学过程,易受电场强度和脱水设备等多种因素影响,加之成本较高,应用有限。
1.2底泥综合处理工艺
随着研究不断深入,综合处理工艺开始被应用于河道底泥疏浚,有效改善了处理效果,提高了资源利用率。
1.2.1泥沙筛分
在许多城市的河道中,底泥可能会带来严重问题,因为它可能携带各种化学物质和污染物。为了应对这一挑战,很多城市采用了将河道底泥转运至处理厂的方式。初始阶段,底泥被收集并送往处理厂。在处理厂内,经过垃圾分选,泥浆能够清除其中的垃圾和其他杂物。然后,被分选出的泥浆流入沉砂池。在那里,分离设备提取出泥浆中的砂石,并除去大粒径颗粒物。这样做有助于降低泥浆中的污染物含量,使其更容易处理。随后,泥浆经过深层清洁,去除内部的其他杂质。清洗过程能够确保泥浆中的污染物完全去除,使其更加洁净。经过泥沙筛选后,底泥根据颗粒大小进行分级。这些泥沙可以用于制造建筑材料,如砖块和混凝土等。这种工艺有利于减少河道污染,实现资源再利用,提高环境可持续性。
1.2.2沉淀浓缩
沉淀浓缩是指将泥浆注入沉淀池,经过一段时间后颗粒物沉入底部,上部清澈水流入余水超磁净化系统处理。
1.2.3均化调理
初步评估底泥成本,通过调理池对底泥进行均匀调理,再经真空搅拌和反吹等步骤混合底泥。
1.2.4脱水固结。
将泥浆送入板框压滤机,随后调节泥浆浓度,完成压榨后进行反吹。添加适量调理剂,以达脱水固化效果。
2河道疏浚底泥的资源化利用
2.1农田和林草地利用
一般而言,底泥中重金属含量较高,在处理后,技术人员须对其重金属含量进行检测。合格后,可将疏浚得到的底泥用作农田和林草地的肥料。某些河道底泥未受污染,可作为良好的肥料,显著促进作物生长。目前一些农村水稻育苗依赖于鱼塘底泥。在底泥疏浚后,其腐殖质胶体含量仍较高,富含营养成分。将其应用于土壤中有助于形成团粒结构,提高土壤肥力。河道底泥疏浚后有机物含量较丰富,用底泥替代化学肥料,不仅满足作物对肥料的需求,还可减少土壤污染。
将河道底泥和无机肥混合使用,其肥力效果比马粪等肥料更显著。比如,在园林中使用河道底泥可以促进一串红的开花,显著延长花期,提高一串红的生长势头。同时,利用河道底泥作为肥料不仅可以降低作物的生长成本,还能提高作物的经济效益。在农业生产过程中,将疏浚底泥用作粮食和蔬菜的肥料时,需注意使用量,并检测底泥中重金属含量,以避免影响作物生长。
2.2湿地建设和土壤修复
底泥清理后可作湿地建设和土壤修复材料。种植湿地植物并加强管理可促进生态恢复,吸引更多动植物栖息,有助于改善环境。例如,美国的华盛顿特区利用河道底泥建造岛屿,并种植植物以形成湿地生态系统,以适应当地气候变化。这样做不仅美化了环境,还有助于生态环境的持续发展。最近,我国也开始积极建设人工湿地。在建造人工湿地时,可以利用河道底泥,达到水体净化的目的,同时提高资源的循环利用率。
河流疏浚的底泥在土壤修复中扮演着重要角色,针对肥力衰退和地表重创的土壤,可利用底泥进行修复,有助于提升土壤肥料含量,重建土壤种植能力。另外,在进行垃圾填埋时,还可以利用河道底泥,由于底泥的渗透性较差,符合垃圾填埋场的防渗要求。通过向河道底泥中添加适量的灰分和石灰石,可用于矿区回填,增强矿区的防污染效果。
2.3用于填方和建筑材料
经过一系列步骤处理后,底泥可以作为填充物,不仅可以减少填方成本,还能提升施工的灵活性。底泥可满足不同填充需求,经过处理后的底泥具有出色的性能,透水率低,强度高,施工时不易出现固结沉降问题,施工填充底泥时无需碾压。目前状况显示,填海和市政工程等多项工程已开始采用河道底泥用于填筑工作。此外,河道底泥还可在水利工程中应用,用作筑堤材料,有效提升堤坝的防冲和防渗效果。
泥浆具有一定的黏性,在建筑施工中可以取代粘土,降低成本,减少废弃物污染。泥浆可以与粉煤灰结合烧制成瓷砖,用于建筑施工。
2.4污染处理材料
底泥内含丰富腐殖质,具备良好吸附性,可有效富集重金属。底泥应用于污水处理,可成功剥离其中重金属。将底泥转化为陶粒填料,其结构稳定,吸附性升级,在污染治理中展现出更显著效果,有助于提升污染物治理效率。
这种陶粒填料能够利用底泥的吸附能力对水中的污染物进行处理,同时能够灭活病原体并固化重金属,从而减少对环境的污染。制备陶粒滤料采用成球法烧制,在经过干燥、预热和焙烧环节后再进行冷却,就可以得到性能优越的污染物吸附产品。具体的成型步骤为:先将基础泥料成型为球状,随后在110℃的条件下晾干3小时,然后在500℃进行30分钟的热处理。最终,在1100℃进行煅烧,随后冷却。经过此过程,可制得高性能的吸附材料。
总结
综合考虑,河道疏浚会产生大量底泥,因此应增强底泥处理力度。底泥疏浚后可作为农作物肥料,也适用于建筑材料。随着工业的持续发展,河道污染日益严重,相关部门需更重视底泥处理,并综合运用底泥处理技术,增进底泥的循环利用,提高河道的生态效益。
参考文献
[1]周显,庞波,娄宗斌,等.近海河道污染底泥脱水固化试验研究[J].人民长江,2022,53(8):198-203,209.
[2]彭亚三,赵衍令,周思洋,等.河道清淤资源化利用的工程应用[J].湖南水利水电,2022(4):82-84.
[3]孙即梁,田旭,董家晏,等.原位固化技术在河道底泥资源化建设生态护岸中的应用[J].净水技术,2022,41(S1):226-230,295.