中小河道治理中的清淤及淤泥處理技術(shù)

單金愛

河南省濮陽市河道管理處 河南 濮陽 457000

在眾多河道水質(zhì)影響因素中，淤泥被認(rèn)為是最為重要的一項(xiàng)影響因素，無論是影響效果，還是持續(xù)程度，都應(yīng)該得到充分重視。事實(shí)上，對于一般的清淤方法或措施而言，即便消除了污染源，或者將大部分污泥清除，由之前污染所帶來的影響依然會存在。原因在于，淤泥與河道上覆水在進(jìn)行能量交換與物質(zhì)交換的同時，淤泥中的污染物也會參與進(jìn)整個“交換活動”中，它與河道上覆水會形成“吸附——釋放”關(guān)系，只要“交換活動”不停止，這種關(guān)系將會以動態(tài)平衡的方式持續(xù)下去。

1 中小河道清淤技術(shù)應(yīng)用分析

1.1 抓斗挖掘式清淤技術(shù)應(yīng)用——以A河道為例

(1) 河道清淤基本情況概述

A河道清淤范圍從S橋泵站至X河，總長度超過2500m，平均寬度為20m，平均底泥厚度達(dá)到0.56m，計(jì)劃清淤量為22000m3左右，實(shí)際清淤量23500m3。該河道清淤方式為抓斗挖掘式清淤，底泥在轉(zhuǎn)運(yùn)至航運(yùn)船只后，經(jīng)過水路外運(yùn)消納。

(2) 清淤效果評價(jià)

從清淤過程看，由于在對A河道清淤時采用了抓斗挖掘式清淤方法，水體會受到較大擾動，更多沉降在河底的物質(zhì)會在力的作用下上浮，使原本較為清澈的上半段河水變得渾濁不堪。對比來看，抓斗挖掘式清淤方法實(shí)施前后，水體水質(zhì)感官差別還是非常大的。關(guān)于這一點(diǎn)，通過顏色還是很好區(qū)分的，河道水體被擾動前，前段面水體清澈度較高，從清淤點(diǎn)開始往下，水體顏色變?yōu)榛疑行┥踔潦呛谏?，這是由抓斗大范圍持續(xù)擾動所造成的。結(jié)合A河道清淤情況看，清淤段下游65m以內(nèi)水體渾濁程度最高，65m以外，隨著被擾動的泥漿和污染物逐漸下沉，水體又開始變得清澈。

從清淤成果上看，A河道清淤整體效果基本滿足河水清淤需求，但需要注意的是，在本此抓斗挖掘式清淤過程中，河道兩側(cè)挖掘程度明顯不如中間段挖掘程度高，呈現(xiàn)中間深，兩端淺的形態(tài)。原因在于，考慮到兩側(cè)深挖很可能給河岸兩側(cè)駁坎帶來安全威脅，因此兩側(cè)挖掘深度遠(yuǎn)未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。另一方面，由于無法精準(zhǔn)控制抓斗下斗深度，因此無法確保每一處河底的淤泥挖掘程度相同，特別對于泥底較薄處來說，實(shí)際挖掘很可能超過設(shè)計(jì)深度。

總結(jié)：結(jié)合A河道清淤過程與成果來看，抓斗挖掘式清淤方法具有效率高、易操作的特點(diǎn)，但對水體擾動較大，從環(huán)保角度看，該方法不是最佳清淤方法。另一方面，其較低的挖掘精準(zhǔn)性，也是制約其被更多使用的原因之一。因此在通常情況下，該清淤方式不可作為河道清淤首選。

1.2 泥漿泵清淤技術(shù)應(yīng)用——以B河道為例

(1) 河道清淤基本情況概述

B河道清淤范圍從X河至Y河，河道總程度超過3000m，寬度約為46m，底泥厚度約為0.7m，計(jì)劃清淤量為1407.3m3，實(shí)際清淤量3582.5m3。對該河道清淤使用了泥漿泵清淤方式，通過建立圍堰來抽干河水；在處理底泥時，使用泥漿泵管傳輸?shù)啄?，傳送至運(yùn)河口航運(yùn)船只后，經(jīng)過水路外運(yùn)消納。

(2) 清淤效果評價(jià)

從清淤過程看，由于在對B河道清淤時采用了泥漿泵的方式進(jìn)行清淤，因此施行斷流施工便成為必然，這樣便會導(dǎo)致被清淤的河道無法正常配水。另一方面，在實(shí)際清淤過程中，首先挖掘上來的底泥會經(jīng)歷更長的暴露時間，期間會產(chǎn)生異味，這對周圍居民來說是不小的影響，也會給周邊商業(yè)活動的順利進(jìn)行造成一定阻礙。同時也需要注意到，泥漿泵清淤方式對底泥泥漿的吸附或清理能力比較有限，很多混雜在泥漿中的石塊無法被一次性清除，這就導(dǎo)致必須進(jìn)行新一輪人工清除，才能保證雜質(zhì)被徹底清除。

從清淤成果看，以泥漿泵作為主要或唯一河道淤泥清除方式，在很大程度上會造成一系列負(fù)面影響，如影響周邊居民正常生活和商業(yè)活動順利進(jìn)行，對周邊環(huán)境造成破壞，不利于環(huán)保理念的滲透和生態(tài)環(huán)境保護(hù)，甚至?xí)苯咏o生態(tài)平衡帶來破壞。

總結(jié)：采用泥漿泵方式對河道水進(jìn)行清淤處理，在一定程度上的確可以達(dá)成清淤目的，尤其是，該方式對水體表層浮泥清除較為徹底，但清理對象若為硬泥，使用該方式進(jìn)行河道清淤便無法收獲良好效果。文章建議，泥漿泵清淤方式可作為備選，當(dāng)其他清淤方式無法發(fā)揮作用和功能時，或者帶來更大破壞和負(fù)面影響時，可考慮選擇該清淤方法。

1.3 環(huán)保清淤技術(shù)應(yīng)用——以C河道為例

(1) 河道清淤基本情況概述

C河道清淤范圍從上塘河O處至P橋處，河道總程度超過1500m，寬度約為23m，底泥厚度超過0.5m，計(jì)劃清淤量為3346.7m3，實(shí)際清淤量2982.8m3。對該河道清淤使用了環(huán)保清淤方式，具體為旋挖式，經(jīng)過離心脫水干化操作后，采用水路外運(yùn)方式進(jìn)行消納。整個清淤過程為：使用旋挖式清淤船進(jìn)行環(huán)保清淤——離心脫水干化－干泥裝船外運(yùn)的集成工藝。

(2) 清淤效果評價(jià)

從清淤過程看，采用環(huán)保清淤技術(shù)對C河道進(jìn)行底泥清淤，需要保證水位處于正常，河道配水操作能夠在整個清淤過程中正常進(jìn)行。由于C河道為某市旅游河道，因此清淤操作不可影響日常船舶通行，滿足河道使用需求。采用水下旋挖式清淤工藝的好處在于，河道底泥受擾動影響較小，泥漿不會被更多上翻，河水污染程度較低。在底泥脫水干化技術(shù)支持下，泥漿外運(yùn)量明顯高于泥底外運(yùn)量，泥運(yùn)船舶航行次數(shù)變少，周邊居民受影響程度較低。

從清淤效果看，清淤前后河道斷面情況基本相當(dāng)，更加接近理想清淤效果，對河流中上層浮泥的清除比較徹底，底泥清除程度較高。值得注意的是，在使用環(huán)保清淤技術(shù)對C河道進(jìn)行清淤時，由于采用了分?jǐn)嗍竭B續(xù)清淤模式，因此河底原有生態(tài)系統(tǒng)并未受到較為嚴(yán)重的破壞，水生物生存環(huán)境得到較好保護(hù)，且在清淤工作完成后，水生物生活環(huán)境又得到進(jìn)一步改善，動植物自然繁殖和生長能力變強(qiáng)。顯然，環(huán)保清淤技術(shù)在本次河道清淤過程中發(fā)揮了較為重要的生態(tài)保護(hù)作用。另外，底泥外運(yùn)前通過離心干化脫水，大大減少了底泥的外運(yùn)量，減少了施工過程中的能源消耗。在底泥處置地，干化的底泥不需要經(jīng)過晾曬，可直接用于土地整理工作，起到了較好的環(huán)境保護(hù)效果。

總結(jié)：c河道環(huán)保清淤集成工藝基本實(shí)現(xiàn)了清淤過程泥沙攪動少，擴(kuò)散和泄漏少，懸浮狀態(tài)的污染物對周圍水體影響?。簧蠈拥啄嗲宄龔氐?；底泥超挖量相對較少；清淤時對周邊環(huán)境影響較??；清淤對河道生態(tài)影響?。皇杩⒌奈廴镜啄鄿p量化等特點(diǎn)。環(huán)保清淤集成工藝，清淤的效果和效率也得到了較大的提高，是今后河道清淤生態(tài)化、環(huán)保化和常態(tài)化的主要工藝和手段。

2 河道淤泥處理相關(guān)技術(shù)研究

2.1 無污染淤泥處理與有污染淤泥處理

無污染淤泥處理與有污染淤泥處理在本質(zhì)上存在區(qū)別。其中，后者在實(shí)際操作中需要根據(jù)具體污染物特征與屬性來選取相應(yīng)的處理措施。就當(dāng)前工程建設(shè)情況看，河道淤泥污染物含量較低，有些河道幾乎不存在污染物。對于有污染淤泥處理來說，具體操作時，首先要對污染物進(jìn)行鑒別，分析其組成成分，并將分析結(jié)果與實(shí)際清污要求關(guān)聯(lián)在一起。舉例來說，若河道中重金屬含量較高，可選擇鈍化處理技術(shù)進(jìn)行淤泥清理(下節(jié)中將詳細(xì)介紹該技術(shù))。需要注意的是，一般情況下，被清理出來的淤泥并不會立即做集中性處理，若淤泥中的氮鹽和磷鹽含量較高，通常在經(jīng)過特殊處理后將被用于其他用途，如作為填充路堤的主要施工材料，在這一定程度上也有助于降低二次污染發(fā)生概率。

2.2 鈍化處理技術(shù)

重工業(yè)的迅猛發(fā)展，以及部分地區(qū)工業(yè)化程度逐漸提高，人們的基本物質(zhì)生活需求逐漸得到滿足，但同時也帶來了比較嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。一般在工業(yè)化程度較高的城市和地區(qū)，工業(yè)廢水和廢棄物排放量都很高，導(dǎo)致河道中的重金屬污染物數(shù)量不斷攀升。針對這一問題，必須要借助功能更優(yōu)，效果更佳的清淤技術(shù)進(jìn)行處理，如鈍化處理技術(shù)。鈍化處理技術(shù)是一種專門用于處理河道內(nèi)重金屬物質(zhì)的清污技術(shù)，其核心應(yīng)用目的是最大限度降低河道水質(zhì)影響。結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，鈍化處理技術(shù)可以很好將河道中重金屬污染物的活性控制在可接受范圍內(nèi)，其效果趨勢是逐漸降低的。隨著重金屬污染物活性不斷降低，重金屬的污染能力也將變得十分有限，這等于間接穩(wěn)定了水質(zhì)環(huán)境，從而逐步達(dá)成降低污染的目的。

2.3 堆場淤泥處理技術(shù)

所謂堆場淤泥處理，就是根據(jù)具體清淤工程需要，將被清理出來的淤泥堆放到合理的場地位置。過程中，需要使用到相應(yīng)的處理技術(shù)來完成對淤泥的表層處理，最大限度提升堆場的使用價(jià)值，使空間得到充分利用。一般而言，河道淤泥清理前所建立的堆場，一定要具有重復(fù)利用性，同時還要加強(qiáng)相關(guān)環(huán)節(jié)操作能力，以便充分提升堆場使用率，通過加快耕地恢復(fù)速度，使下一次淤泥處理能夠順利進(jìn)行。

堆場表層處理技術(shù)是一種非常重要，且實(shí)用性很強(qiáng)的堆場淤泥處理技術(shù)。通常情況下，河道清淤工作完成后，淤泥內(nèi)水含量會比較高，淤泥顆粒較小，黏粒含量不低于20%。以上特點(diǎn)導(dǎo)致淤泥沉積速度會比較慢，需要花費(fèi)更多時間固結(jié)。相關(guān)研究指出，吹淤和落淤后的2-3年時間里，淤泥表層會形成“硬殼”，其厚度在20-30cm之間，而“內(nèi)部”淤泥卻依然較軟，處于流動狀態(tài)。針對這一現(xiàn)象，若普通方式進(jìn)行淤泥處理，工作難度將會變高。顯然，如果能夠縮小淤泥“內(nèi)外環(huán)境”差異，淤泥處理難度將會大大降低。堆場表層處理技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對淤泥的合理固化，使淤泥整體的固化程度更接近于處理要求，滿足工作需要，方便后續(xù)的設(shè)備操作。

2.4 淤泥資源化利用技術(shù)

在現(xiàn)階段的河道淤泥處理過程中，固化和干化措施被更多使用，有時候也會用到土壤化措施。實(shí)踐表明，這些處理方式能夠?qū)⒂倌嗬寐屎屯恋乩寐拾l(fā)揮到最大。另一方面，對被清理出的淤泥進(jìn)行科學(xué)處理，也有助于節(jié)約建筑工程成本，因?yàn)樵谙鄳?yīng)處理技術(shù)支持下，更多淤泥將被用作磚瓦材料，更好滿足了行業(yè)發(fā)展需求。具體而言，通過優(yōu)化加熱、熔融、燒結(jié)等工藝，可以使更多淤泥成為建筑原材料，所謂燒結(jié)，就是將目標(biāo)淤泥加熱到一定溫度，提高粒子粘結(jié)程度，達(dá)到淤泥分解的目的，若操作后的淤泥水含量能夠被控制在可接受范圍內(nèi)，即可作為水泥材料。所謂熔融，就是對目標(biāo)淤泥進(jìn)行加熱，當(dāng)達(dá)到足夠高的溫度時，淤泥內(nèi)的水分便會被充分蒸發(fā)，有機(jī)物將得到最大程度分解，礦物質(zhì)也隨之融化，此時再做冷卻處理，即可得到陶粒。

使用熱處理技術(shù)對淤泥進(jìn)行處理的好處在于，更多質(zhì)量較低的淤泥會在處理之后成為重要的建筑材料或工藝品原材料，其后續(xù)應(yīng)用價(jià)值很高，有非常積極的意義。但值得注意的是，熱處理技術(shù)無法針對大量淤泥進(jìn)行處理，單次或階段性清淤能力比較有限。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來看，一家普通磚廠年均淤泥處理量在4.5萬m3以上，最多時能夠達(dá)到5.5萬m2，顯然，這根本無法滿足河道清淤總量需求。鑒于此，提高資源利用率變得非常重要，這樣可以使被清理出的淤泥得到高效處理，進(jìn)而提升經(jīng)濟(jì)效益。

3 淤泥處理需考慮的因素

3.1 處理方法需根據(jù)污染物含量進(jìn)行確定

整體而言，河道淤泥處理不能一概而論，而是要根據(jù)河道具體情況，如底泥成分及含量，河道周邊環(huán)境，城市重工業(yè)發(fā)展程度等，因此在選擇淤泥處理方法時，必須要能夠與實(shí)際情況相結(jié)合。另外，對淤泥是否被污染，以及污染程度高低進(jìn)行判斷很重要，同時還要對主要污染物進(jìn)行甄別。例如，對于重工業(yè)發(fā)展程度較高的城市和地區(qū)來說，由于河道和底泥受污染程度較嚴(yán)重，所以在對淤泥進(jìn)行處理時，需要慎重選擇淤泥處理方法，保證被選擇的方法能夠充分發(fā)揮作用，達(dá)到預(yù)期處理效果。而對于一般性水利工程建設(shè)來說，由于河道淤泥受污染程度較低，河道內(nèi)污染物含量遠(yuǎn)未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，因此不需要實(shí)施針對性較強(qiáng)的處理方法，這意味著，整個淤泥處理工作不需要投入過多物力和成本，從而間接提升經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 正確選擇淤泥處理技術(shù)

作為整個淤泥處理過程最為重要的一項(xiàng)要素，淤泥處理技術(shù)的選擇要給予充分重視。一般而言，針對具體技術(shù)進(jìn)行選擇時，需要綜合物理、化學(xué)等多方面屬性，同時還要能夠預(yù)計(jì)到它們所帶來的影響。采用不同分類方法，需要設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)或要求也會有所不同，但無論以那種方法來進(jìn)行選擇，或者以何種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)定，都必須能夠?qū)拥乐械挠倌噙M(jìn)行物力和化學(xué)性質(zhì)分析，認(rèn)真研究其結(jié)構(gòu)和組成，這將有助于使負(fù)面影響降至最低。最后，還要結(jié)合現(xiàn)場施工情況來匹配檢測手段，人力、物力、財(cái)力等主要因素也要被考慮進(jìn)去，進(jìn)而獲得相對理想的檢測結(jié)果，以便更好制定處理措施和方案，最終達(dá)到清淤、環(huán)保、節(jié)能、提高經(jīng)濟(jì)性等目的。

4 結(jié)束語

結(jié)合實(shí)際來看，當(dāng)前較受歡迎的，清淤效果較好的，負(fù)面影響程度較低的清淤技術(shù)為環(huán)保清淤技術(shù)，研究人員對于此項(xiàng)技術(shù)的研究也更為深入，投入巨大。結(jié)合文章所介紹的河道淤泥處理技術(shù)應(yīng)用情況看，其它幾項(xiàng)技術(shù)無法滿足生態(tài)環(huán)保需求。使用環(huán)保清淤技術(shù)對河道淤泥進(jìn)行清理，可最大限度保證河水清澈度，降低底泥破壞程度，同時在相應(yīng)處理技術(shù)支持下，被清理處的淤泥水含量能夠得到有效控制，滿足淤泥再利用需求。而關(guān)于堆場技術(shù)應(yīng)用條件較高這一問題，可通過降低泥漿增容率來進(jìn)行解決，以實(shí)現(xiàn)對泥漿含水量輸送的有效控制，進(jìn)而使更多淤泥被用作填土材料。值得注意的是，采用上述方法進(jìn)行處理，可同時實(shí)現(xiàn)處理精度的提高和成本控制，就目前來看，這種方式值得推廣。