我國河道底泥資源化利用技術(shù)現(xiàn)狀

李寶磊 劉舒 曾樂 趙巖

摘 ?要：文章針對(duì)我國河道底泥治理現(xiàn)狀及存在問題，分別介紹了國內(nèi)外傳統(tǒng)治理技術(shù)和資源化治理技術(shù)，分別分析了疏浚技術(shù)、化學(xué)修復(fù)技術(shù)、生物修復(fù)技術(shù)及土地利用、制作填方材料、制作建筑材料及分級(jí)資源化利用技術(shù)的原理、優(yōu)缺點(diǎn)和適用性，提出了對(duì)于河道底泥治理技術(shù)存在的主要問題，指出采用分級(jí)資源化技術(shù)具有較好的應(yīng)用前景，并提出了采用以多級(jí)篩分處理為核心的基本思路，為我國河道底泥資源化利用提供參考。

關(guān)鍵詞：河道底泥;分級(jí)資源化;疏浚;土地利用;填方材料;建筑材料

中圖分類號(hào)：X321 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）02-0156-02

Abstract： In view of the present situation and existing problems of river sediment treatment in China， this paper introduces the traditional treatment technology and resource treatment technology at home and abroad. The principles， advantages， disadvantages and applicability of dredging technology， chemical restoration technology， bioremediation technology and land use， production of fill materials， production of building materials and graded resource utilization are analyzed respectively， and the main problems existing in river sediment treatment technology are put forward. It is pointed out that the technology of hierarchical resource utilization has a good application prospect， and the basic idea of multi-stage sieving treatment as the core is put forward to provide reference for the resource utilization of river sediment in our country.

Keywords： river sediment; graded resource utilization; dredging; land use; fill materials; building materials

近年來，我國城市工業(yè)發(fā)展速度加快，而污水處理設(shè)施建設(shè)相對(duì)滯后，大量污水排放至河流中，隨著污水中的污染物自然沉降，底泥中的污染物逐漸累積增加，其污染越來越嚴(yán)重，近年來，我國政府對(duì)生態(tài)環(huán)境越來越重視，各大中小城市建設(shè)了相應(yīng)規(guī)模的污水處理廠，并逐步投入運(yùn)行，污水中的污染物得到了一定程度的去除，進(jìn)入到河流中的污染物逐漸減少。但由于河流底泥中已經(jīng)累積了大量污染物，在水體擾動(dòng)情況下，其中的污染物會(huì)重新釋放到水體中，對(duì)河流的生態(tài)環(huán)境造成危害，這種河流底泥的污染也稱為內(nèi)源污染源[1]，其治理十分必要。

1 我國河道底泥治理現(xiàn)狀

目前，我國在河道底泥治理方面起步較晚，主要采用物理、化學(xué)、生物等技術(shù)。這些方法包括疏浚、化學(xué)修復(fù)、原位生物修復(fù)和異位生物修復(fù)技術(shù)等。

河道底泥疏浚技術(shù)是采用機(jī)械方法將河流底泥清挖出去，進(jìn)一步處理后填埋或焚燒的技術(shù)措施。該技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、見效快等優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于河道污染事故的應(yīng)急處置或污染較為嚴(yán)重的情況。該技術(shù)在國外應(yīng)用的較多，針對(duì)瑞典Trummen湖，通過疏浚技術(shù)將河道表層1m厚的底泥清挖出去，迅速降低了其總磷含量，處理效果穩(wěn)定[2]。美國某港口采用疏浚技術(shù)，降低了底泥中PAHs和重金屬的含量[3]。

化學(xué)修復(fù)技術(shù)是將化學(xué)藥劑直接加入河道底泥中，并覆蓋在底泥表層，這些藥劑能夠與底泥中的污染物緊密結(jié)合，形成固化體，從而減少其污染物向水體中重新釋放的可能。國外有人研究表明：將氯化鐵、鋁鹽和石灰施入污染底泥中，這些物質(zhì)會(huì)在底泥表層與底泥內(nèi)部釋放的磷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成固體物，從而實(shí)現(xiàn)了減少磷向河流的釋放[4]。

原位生物處理技術(shù)是不需疏浚而直接對(duì)底泥進(jìn)行處理，通過投加特殊菌種或營養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)微生物對(duì)底泥中有機(jī)污染物和重金屬的吸附、吸收和降解。該技術(shù)受河流環(huán)境影響較大，難以適應(yīng)環(huán)境條件，其技術(shù)應(yīng)用受到了一定的限制。相比較而言，異位生物處理能夠避免以上缺點(diǎn)，將河道底泥疏浚出來后，采用微生物進(jìn)行發(fā)酵處理，可使其中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無害的水和二氧化碳等小分子，從而實(shí)現(xiàn)解毒的目的。該技術(shù)適用于各類有機(jī)污染物的去除，國內(nèi)外均得到了應(yīng)用[5]。

2 國內(nèi)外河道底泥資源化利用技術(shù)現(xiàn)狀

由于疏浚技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)性好、處理徹底等優(yōu)勢(shì)，國內(nèi)外普遍采用這種技術(shù)進(jìn)行河道底泥治理。但在此過程中產(chǎn)生的大量含水率高的疏浚底泥，其成分復(fù)雜，污染風(fēng)險(xiǎn)很高，往往給環(huán)境帶來二次污染。因此對(duì)河道底泥的資源化利用技術(shù)的研究逐漸成為熱點(diǎn)。

2.1 土地利用技術(shù)

土地利用是將疏浚底泥應(yīng)用于農(nóng)田、林地、園林綠化及嚴(yán)重?cái)_動(dòng)的土地修復(fù)與重建等，具有投資少和能耗低的優(yōu)點(diǎn)，在處置過程中底泥的有機(jī)部分可轉(zhuǎn)化成土壤改良劑成分，被認(rèn)為是最具發(fā)展?jié)摿Φ馁Y源化利用方式[6]。美國某地區(qū)將疏浚底泥投加至某溝渠中，在其上種植高等濕地植物，不僅處理了污染底泥，還改善了當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境，取得了較好的效益。我國朱本岳等[7]將某湖泊疏浚產(chǎn)生的底泥，與化肥混合，按照一定比例配合加工制作肥料，并進(jìn)行試驗(yàn)研究，結(jié)果表明，施用這種肥料的土地上生長(zhǎng)的蔬菜，其產(chǎn)量與其他復(fù)合肥相比基本沒有變化，這種技術(shù)降低了成本，經(jīng)濟(jì)性較好。

2.2 制作填方材料技術(shù)

疏浚底泥經(jīng)脫水、固化后，形成的固化體可以制作填方材料。其優(yōu)點(diǎn)在于該固化體強(qiáng)度好、不易透水，不易產(chǎn)生沉降等，與其他建筑材料相比，還能節(jié)省機(jī)械處理過程，降低施工成本，具有較好的工程效果[8]。其可用于以下工程：（1）礦坑、溝渠等地區(qū)的回填。（2）筑堤或堤防加固工程。（3）道路工程的路基、填方工程。

2.3 制作建筑材料技術(shù)

河道疏浚底泥經(jīng)過一定處理后，也可以作為建筑材料使用，如陶粒、水泥、磚等。王中平等[9]利用某地區(qū)河流疏浚產(chǎn)生的底泥，經(jīng)過成分調(diào)節(jié)、高溫處理后制作陶粒，其中陶粒中的重金屬被固化，降低了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。薛世浩等[10]利用某地區(qū)河流疏浚底泥來燒磚，結(jié)果表明，制得的磚符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，其容重、導(dǎo)熱系數(shù)等參數(shù)優(yōu)良，并具有較好的保溫隔熱性能。

2.4 分級(jí)資源化利用技術(shù)

近年來，一些研究人員提出了基于分級(jí)思想的底泥資源化利用方法。虞峰[11]提出一種以振動(dòng)篩和水力旋流器為核心設(shè)備的底泥處理與資源化利用技術(shù)工藝，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)河道底泥中砂粒的回收利用以及脫水后泥餅的資源化利用。馬濤等[12]、王煒[13]和汪胡根等[14]也各自提出了類似的污染底泥一體化綜合處理裝置及工藝?？蹬d生等[15]公開了一種以多級(jí)篩分處理為核心的基于粒徑分布的重金屬污染底泥處置方法。國外也開展了相關(guān)研究，包括美國Triflo公司的DSS2000R一體式底泥脫水干化裝置[16-17]和達(dá)納森公司的IMS清淤泥漿脫水裝置[18]等。

3 結(jié)束語

通過對(duì)國內(nèi)外河道底泥的傳統(tǒng)治理技術(shù)和資源化利用技術(shù)研究，明確了各類技術(shù)的原理、優(yōu)缺點(diǎn)和適用性。傳統(tǒng)的底泥治理技術(shù)包括物理、化學(xué)、生物技術(shù)等，這些技術(shù)針對(duì)不同污染特點(diǎn)的底泥采用無差別的處理手段，其處理后的底泥難以進(jìn)一步利用，并且存在能耗高、土地資源占用大及二次污染增加等問題。

因此，對(duì)河道底泥的治理采用分級(jí)資源化技術(shù)具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，以有機(jī)物或重金屬含量為主要指標(biāo)，將疏浚的河道底泥采用以多級(jí)篩分處理為核心的分離分級(jí)處理技術(shù)，并將分級(jí)處理后的底泥進(jìn)一步資源化利用，能夠避免傳統(tǒng)底泥處理產(chǎn)生的能耗高、二次污染風(fēng)險(xiǎn)大等問題，從而實(shí)現(xiàn)底泥治理的減量化和資源化目標(biāo)，具有較好的應(yīng)用前景。

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