赖佑贤1 杨玉岭2 黄锦城 1
1.广州市水电建设工程有限公司 广州 510600；2.广州市花都区水务建设管理中心 510800
摘要：结合广州市河涌淤泥固化处置项目，阐述了污染淤泥修复技术方法以及污染淤泥资源化利用途径。主要探讨了广州市河涌淤泥固化处理工艺和技术，并简要介绍了淤泥固化处理的设备系统。
关键词：河涌淤泥；修复；资源化利用；固化技术
Abstract：Combined with the solidification disposal project of dredged silt in Guangzhou，the paper expounds the restoration and resource utilization techniques of pollution dredged mud.The solidification technique and technology of dredged silt in Guangzhou was discussed，besides，the sludge solidification processing equipment system was also introduced.
Key words：dredged silt；restoration；resource utilization；solidification technique
引言
河湖淤泥污染，是世界范围内普遍存在的一个重要环境问题。污染物通过大气沉降、废水排放、雨水淋溶与冲刷进入水体，最后沉积到淤泥中并逐渐富集，使淤泥受到不同程度的污染[1]。当外污染源得到控制以后，一旦河湖水体环境发生变化，沉积在淤泥中的氮磷营养元素、重金属和难降解有机物会重新释放出来进入水体，形成二次污染。此外，淤泥是淤栖生物的主要生活场所和食物来源，污染物质可直接或间接对淤栖生物或上覆水生物产生致毒致害作用，并通过生物富集、食物链放大等过程，进一步影响陆地生物和人类健康[2]。因而，对河道淤泥的处理和处置也就成了人们普遍关注的问题。其中，淤泥资源化利用不仅可以解决淤泥出路，防止淤泥中的有害物质对河流水质的二次污染，而且可以变废为“宝”，产生一定的经济效益，走上一条可持续发展之路[3]。
1 广州市河涌淤泥及其处置现状
据广州市水务局的资料分析，广州市河涌的淤泥存储量大约1000万m3左右，其中当前亟待治理的河涌120多条，长约388.52公里。急需处理的河涌淤泥量700多万m3。广州市河涌泥水环境有如下特点：河涌河网结构纵横交织；淤积严重，且淤泥被重度污染，污染淤积物来源广泛、成分复杂；水质严重污染、因素庞杂。
目前国内外尚无普适有效的淤泥处置方法，只能从本地实际情况出发，充分考虑当地环境条件并结合经济实力优选可行方案。广州市曾尝试用河涌淤泥作为农用肥料，后来由于淤泥中的重金属、生化指标无法达标，最终放弃。长期以来广州市河涌淤泥的处置方法基本上是填埋。广州市河涌淤泥多采用挖掘、绞吸清除方式，未经就地无害减量处理而直接通过管送和船运送到指定地点处置。最近广州市河涌淤泥清出后一般是运送到珠江口等地进行抛弃、填埋处理的。这些处理方式没有对淤泥脱水和无害化处理，不仅占用了大量土地，同时会产生二次污染，造成土地资源的破坏。
2 广州市河涌淤泥的修复技术
2.1 污染淤泥的修复技术
目前污染淤泥无害化处理技术有物理修复技术、化学修复技术和生物—生态修复技术[4]。物理修复是一个人工的物理自然过程，借助工程技术措施来改变自然物的物理性质。物理修复包括疏浚、引水和掩蔽等方法。物理修复虽然见效快，但是工程量大，耗财耗力，而且通过物理的修复难以使淤泥达到要求的标准，不是最理想的淤泥修复方法。化学修复是一个人工的化学自然过程，被用来改变自然界物质的化学组成。主要靠向淤泥施入化学修复剂与污染物发生化学反应，从而使被污染物易降解或毒性降低，不需淤泥再处理。化学修复方法对生态环境的破坏较大。淤泥的生物修复技术，是指利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动，对淤泥中的污染物进行转移、转化及降解，从而达到修复淤泥的目的。生物修复成本低廉但修复效果差，适合于大面积、低污染负荷淤泥的生物修复。
2.2 广州市河涌淤泥的修复
普通的内陆湖泊与河流积淀的淤泥成分比较单一稳定，而广州市河涌淤泥则不相同，来源相当复杂，特别是受大都市人类活动特别是工业生产的影响很大，河涌淤泥在其积累过程中的非淤泥成分的劣化掺混，生活垃圾中的塑料制品和建筑垃圾中的砖头石块充斥淤泥之中。因此，单一的淤泥修复技术并不适用于广州市河涌淤泥的修复，广州市河涌淤泥的修复采用的是物理、化学和生物相结合的方式进行的。具体而言，对于受污染严重的河涌，采用物理疏浚的方式将受污染的河涌淤泥进行疏浚处理，疏浚淤泥运送到指定地点进行固化处理作为改良土来利用；对于污染轻微的河涌，采用引水冲洗和生物修复的方式来进行处理。
鉴于广州市河涌淤泥组成的复杂性，特别是淤泥中的生活垃圾和建筑垃圾对疏浚设备作业的影响，通过对绞吸式挖泥、斗轮式挖泥、抓斗式挖泥、链斗式挖泥等几种淤泥疏浚方式的对比分析，广州市目前所用的淤泥疏浚是采用了抓斗式挖泥的疏浚方式。这种方式是通过船上配有的抓斗靠自重沉入河涌淤，抓斗靠船上的动力把河涌的淤泥抓起来放在旁边事先准备好的运输船上，再由运输船运送的目的地进行淤泥的化学固化处理。
3 广州市河涌淤泥的资源化利用技术
3.1 疏浚淤泥处理和处置技术
疏浚淤泥常规的处置方式主要有堆放，吹填、焚烧和海洋抛泥等方法，这些处置方法在解决了淤泥出路问题的同时，也带来了各种各样的问题。这些方法一般单独使用，很少对有害物质采取其他控制措施，不仅会占用大量土地，还会引起污染物质的扩散而产生二次污染，而且其中有益成分不能得到充分利用，造成资源的浪费。
目前，由于工业化的发展，城市的扩建，土地资源变得越来越宝贵，因此，淤泥的资源化利用引起了广泛的重视[5]。淤泥的资源化利用主要集中在以下几个方面：（1）土地利用：就是把疏浚的淤泥用于草地、湿地、市政绿化、农田以及受到严重挠动的土地修复等等。如果科学、合理的进行土地利用，非常适合人多地少的国家。（2）填方材料：对疏浚淤泥进行预先处理，使其适合于工程要求，然后进行回填施工，可作为填方材料进行使用。预处理后的疏浚淤泥成为填方材料，可代替砂石和土料进行使用。（3）建筑材料：疏浚淤泥可用于制造建筑墙体材料、混凝土轻质骨料和硅酸盐胶凝材料。（4）污水处理材料：由于淤泥成分特性，可以对淤泥进行处理使之成为净水材料。
3.2 广州市河涌淤泥的处理和资源化利用技术
淤泥的处理和资源化利用不仅要考虑当地淤泥的特点，还要考虑当地经济、社会和技术的发展情况，选择适合该地方的处理和资源化利用方法。广州是我国经济最发达城市之一，同时也是我国污染最严重的十大城市之一，部分河涌受到严重污染，并且由于经济的高速发展，广州人多地少的矛盾日渐凸现出来，鉴于广州已经具备很强的经济和科技实力，因此，广州市河涌淤泥的处置与处理走的是资源化利用之路。
3.2.1 广州市淤泥资源化利用技术原理
广州市河涌淤泥的资源化利用技术是采用淤泥固化技术将疏浚淤泥进行固化处理，使淤泥转化成工程所需要的土方进行资源化利用。淤泥的固化处理是利用化学方法将淤泥中有害废物掺和并包容在密实的惰性基材中，使其稳定化的一种过程。固化所用的惰性材料称为固化剂。广州市河涌淤泥固化所用的固化剂是GBR固化剂和其它多种常规固化材料根据不同配方配比而成，配比随待处理淤泥成分的变化而变化。其它固化材料主要包括粉煤灰、石膏、矿渣等工业废弃物以及少量水泥，与GBR固化剂一起形成复合型固化材料。复合型固化材料可以充分发挥固化材料的水化反应、火山灰反应、离子交换反应以及碳酸化反应的潜力，提高水化产物的胶结和填充作用，提高对重金属、有机质的固化效果，并降低固化处理的成本。经过固化处理后的淤泥具有强度高、渗透性低的性质，可以根据工程使用要求来设计处理固化材料配方，一次处理便可以达到工程使用要求。疏浚淤泥进行固化处理后，原先存在的污染物被包裹吸附在固化体内，不易向外界扩散，各项指标均能满足国家环境标准。固化处理后的疏浚污泥可作为堤防加固工程、道路工程、填海工程的填方材料使用。
3.2.2 资源化利用工艺技术和设备
根据国外淤泥资源化利用固化处理的成熟经验，以及广州市河涌淤泥的客观条件，广州市淤泥的资源化利用固化技术采用淤泥管道搅拌固化工艺技术，流程图如图1所示。
在淤泥固化处理工艺技术的设备系统里，固化剂的供给计量设备和淤泥与固化剂混合料的搅拌设备是系统的核心设备。项目组通过对几种搅拌设备的比较分析，采用进口的管道搅拌机和粉料供给机作为核心设备机组，国内设备配套的综合淤泥固化技术设备系统，如图2所示。
淤泥管道搅拌固化的工艺设备技术的要点：1、将浆化的淤泥通过管道搅拌机的搅拌使之与固化剂充分的拌和，让固化剂发挥充分的固化作用而达到固化的目的；2、能连续作业，自动化程度较高，主要设备之间的连接是管道连接，容易实现半自动化施工；3、管道搅拌机采用单轴螺旋，前部分为螺旋推进，后部分为搅拌，有机地将推进和搅拌功能组合在一起，减少了占地面积；这种配置的搅拌机目前国内较少见；4、与管道搅拌机配套的主要设备粉料供应机的供料系统是连续供料的，保证了整个设备系统连续作业的要求。
4 结语
河涌淤泥的修复和资源化利用是河道泥水环境综合治理中的关键问题，利用淤泥固化技术对疏浚淤泥进行固化处理，实现了淤泥无害化、资源化综合开发利用，化害为利，既能缓解日益严峻的疏浚淤泥处置问题，又能解决当前很多地区工程用土紧缺的难题，其经济、社会和生态环境效益显著。目前，利用淤泥固化技术和工艺对广州市河涌淤泥的无害化与资源化处置在广州市的峨眉沙岛、大蚝沙岛淤泥处置及生态旅游项目（一期淤泥处置）已得到很好的实施。
参考文献：
[1]陈华林，陈英旭.2002.污染淤泥修复技术进展[J].农业环境保护，21（2）：179-182.
[2]范文宏，陈静生.沉积物重金属生物毒性评价的研究进展[J].环境科学与技术，2002，25（1）：36 - 48.
[3]刘贵云，姜佩华.河道淤泥资源化的意义及其途径研究[J].东华大学学报（自然科学），2002，28（1）：33 - 36.
[4]陈华林，陈英旭.污染淤泥修复技术进展[J].农业环境保护，2002，21（2）：179 - 182.
[5]张旭东，祁继英.疏浚淤泥资源化利用[J].北方环境，2005，20（2）：48 - 50.
作者简介：
赖佑贤（1972-），男，高级工程师，主要研究方向为水利工程技术，现供职于广州市水电建设工程有限公司，公司总工，近年来主要从事水利工程、污淤泥工程技术及水环境治理技术研究及技术施工管理工作。
基金项目：广州市水务科技计划项目——城市河道疏浚淤泥筛分系统集成技术研究（2013）.
论文作者:赖佑贤1,杨玉岭2,黄锦城 1
论文发表刊物:《基层建设》2015年4期
论文发表时间:2015/9/25
标签：淤泥论文; 广州市论文; 河涌论文; 固化剂论文; 技术论文; 资源论文; 材料论文; 《基层建设》2015年4期论文;