宋 闖，李 冰，邱艷茹

（北京金河水務建設集團有限公司，102206，北京）

近年，各級政府逐漸加大了對環(huán)境治理的力度，更加關注水環(huán)境的治理效果，河道淤泥治理成為公眾關注的重點。

一、淤泥處理方式及優(yōu)缺點分析

我國地緣遼闊，氣候環(huán)境差異較大，大致以秦嶺淮河為界，南北方淤泥成分不同（此處忽略特殊地質因素的問題），應根據(jù)各地工程進度具體要求、受汛期影響程度等實際情況來選擇合適的清淤方式。

1.淤泥晾曬或摻拌法清淤

此種清淤方式需要干地條件，首先搭設圍堰，經(jīng)圍堰內排水，在圍堰內一定距離設置后置排水溝及集水坑，施工期間不間斷抽水，保持施工現(xiàn)場干地條件，為清淤做好準備。按照工程進度及時間要求，根據(jù)設計高程，采用一定數(shù)量的挖掘機對淤泥進行攢堆，待攢堆的淤泥干燥后，新建馬道，采用運輸車放置固定場地內或者直接運輸?shù)接倌嗵幚睃c。

另一種方式是摻拌法，即外購達標干燥土方與潮濕狀淤泥按照一定比例摻拌后，采用運輸車放置固定場地或者直接運輸?shù)接倌嗵幚睃c。該方法的優(yōu)點為對設備和工藝要求不高，處理質量較高，直觀程度高，施工速度快，清淤效果明顯，后期處理相對簡單。缺點為對河底原微生物擾動較大，破壞原河底生態(tài)系統(tǒng)，施工馬道清理不干凈會導致河道污染，易造成道路遺撒等。

2.水力沖挖

該辦法仍需干地條件，采用高壓水槍將固態(tài)淤泥沖成泥漿，匯流到預先設置的集水坑內，利用浮漂、抽泥泵（根據(jù)河道淤泥含砂情況可優(yōu)先采用抽沙泵）、接力泵、管道等將泥漿抽至泥漿沉淀池或指定地點。該方法的優(yōu)點為設備簡單，施工成本較低，對河坡環(huán)境影響較小等。缺點為操作環(huán)境惡劣，受淤泥成分和汛期影響大，施工進度較慢，可能會對岸坡環(huán)境造成部分影響。

3.挖掘機帶水清淤

挖掘機帶水清淤指的是將挖掘機行駛到浮動平臺上，駕駛員將平臺劃至清淤范圍挖掘河底淤泥，利用運輸船將淤泥運輸至指定地點，卸下船上淤泥之后再采用挖掘機或者抽泥設備將淤泥運至工程場地內，待干燥后運輸至土場或指定地點。該方法的優(yōu)點為不用創(chuàng)造干地條件，減少部分施工成本，施工過程受天氣影響相對較小，施工機具及工藝簡單等。缺點為操作設備不易，清淤標高控制難，由于機械施工容易使河水渾濁，致使清淤效果不好，達不到預期標準，對下游環(huán)境造成相應影響等。

4.抓斗清淤

抓斗清淤指利用抓斗自身重力及抓斗抓力，把河底淤泥抓至運輸船，利用運輸船將淤泥運輸至指定地點，之后再采用抓斗將淤泥抓送至堆泥場內，待干燥后運輸至土場或指定地點。該方法的優(yōu)點為不用創(chuàng)造干地條件，減少部分施工成本，施工過程受天氣影響相對較小，施工機具及工藝簡單等。缺點為清淤標高控制難，對河底擾動較大，容易使河水渾濁，致使清淤效果不好，達不到預期標準。

5.絞吸船清淤

絞吸船清淤是利用絞吸船上的挖泥設備（一般為鉸刀）及吸泥設備（一般為離心式吸泥泵），采泥時，操控絞刀絞動河道淤泥，再用離心式泥泵及管道將河道淤泥輸至堆泥場或設備中。該方法的優(yōu)點為采用封閉式管道運輸至岸上堆泥場，對岸坡環(huán)境不會造成影響，不需要創(chuàng)造干地條件，減少施工成本，受汛期及天氣影響較小，可控制清淤高程等。缺點為易造成淤泥擴散，出現(xiàn)回淤現(xiàn)象，淤泥自然干化漫長，易影響工期。

6.斗輪清淤

該方法基本原理同絞吸船清淤，主要利用裝有專用斗輪的挖泥船進行水下清淤，開挖后的淤泥利用自身輸送設備及管道，輸送至堆泥場。該方法屬于常用方法，優(yōu)點為采用封閉式管道運輸至岸上堆泥場，對岸坡環(huán)境不會造成影響，不需要創(chuàng)造干地條件，減少施工成本，受汛期及天氣影響較小，可控制清淤高程等。缺點為斗輪在水下施工，會造成大面積的水體污染和淤泥擴散，出現(xiàn)回淤現(xiàn)象，淤泥自然干化漫長，易影響工期。

7.水下泵抽清淤

該方法利用船、真空泵等，設計單獨抽吸設備，小范圍內抽取河底淤泥，采用隔離網(wǎng)將水下垃圾隔離，避免堵塞管道，利用管道或者運輸船將泥輸送至堆泥場。該方法的優(yōu)點為對河道淤泥擾動小，不需要創(chuàng)造干地條件，受汛期及天氣影響較小，可控制清淤高程等。缺點為工作效率低，易影響施工進度，抽取泥漿濃度較低，淤泥自然干化漫長等。

二、淤泥脫水方法及優(yōu)缺點分析

上述清淤方式可根據(jù)施工地點的現(xiàn)實條件，與下列脫水方式進行組合，需特別注意清淤設備與脫水設備匹配度，這關系該工程整體施工進度及施工效果，良好的匹配度可使整個工程達到最優(yōu)清淤效果，而較差的匹配度則會耽誤工期，清淤脫水方法具體如下。

1.自然脫水法

該方法主要利用太陽熱能、風能、水的重力勢能，使淤泥中水分自然流失，蒸發(fā)消散，使淤泥干燥、硬化，達到脫水的效果，主要方式有攢堆晾曬、平鋪暴曬、人工/機械翻曬、底面脫水等。該方法的優(yōu)點為簡單方便，處理成本低，基本無須申請施工其他占地，僅需利用河道即可。缺點為受天氣影響較大，自然狀態(tài)下脫水效率低，周期長，需占用一定范圍的場地，氣味或者淤泥易對周圍環(huán)境造成一定影響。

2.真空脫水法

該方法是預先建造處理池，在處理池中敷設防滲膜、真空管道和土工布等，接著對打入處理池中的淤泥進行覆膜、抽真空，利用真空壓力和淤泥進行脫水處理。該方法的優(yōu)點為施工工藝簡單，施工成本相對較低，對有機質含量較低、含沙量高的河道淤泥脫水有較好的效果。缺點為由于需要建造處理池，場地需求量大，工期長，不適用于對工期要求較高的工程，使用范圍較窄，處理有機質含量高的淤泥時，易堵塞原有路徑，致使脫水效果不好。

3.土工袋脫水法

土工袋脫水法是把一定比例的泥漿打入土工袋中，利用土工袋本身具有的透水性和壓力將水分排出，淤泥留在土工袋中，之后將含水量較少的淤泥或者干燥的淤泥輸出或現(xiàn)場填埋。該方法的優(yōu)點同真空脫水法，只是造價因具體要求不同而不同，缺點同真空脫水法。

4.機械脫水法

機械脫水法是淤泥或者污泥脫水比較常用的方法，南方地區(qū)比北方地區(qū)成熟。目前，主要有離心脫水機、板框壓濾機和帶式壓濾機等。

①離心脫水機是采用內筒轉動等離心方式，通過高速旋轉產生離心力，將淤泥所含水分甩出去的一種設備。該設備的優(yōu)點為可連續(xù)運行，相對板框壓濾機效率高，泥餅脫水含水率較高。缺點為因轉輪或螺旋的外緣極易磨損，更換成本較高，能耗相對板框壓濾機較高。

②板框壓濾機是利用2塊中間凹陷濾板，其表面裹覆濾布，壓緊形成空腔（也叫作濾室或者腔室）作為過濾空間，濾布作為過濾介質來實現(xiàn)固液分離。該設備的優(yōu)點為壓濾機脫水是間歇性運行設備，能耗相對較低，密閉性非常好，可以實現(xiàn)暗流排放，可對泥餅進行洗滌，操作壓力高，可加熱泥餅，濾餅含水量少，對各種物料的適用能力強。缺點為能耗較高，需要間歇性操作，生產效率相對較低。

③帶式壓濾機是通過上下濾布在輪軸之間成“S”形壓縮，淤泥受到濾布的壓緊力，把污泥留在上下濾布之間，通過濾布排除水分來實現(xiàn)脫水。該設備的優(yōu)點為占地小，維護簡單，可連續(xù)生產，操作管理方便，處理能力大，噪音低。缺點為濾餅含水量較高，消耗藥劑較多，施工成本高等。

相對于其他脫水方式，生產效率是限制上述脫水設備優(yōu)點發(fā)揮的主要問題，其關鍵在于河底淤泥的成分，特別是含砂量問題，前期能否處理好沙粒、粉粒，關系整個脫水設備的生產效率。目前較好的方法是，在上述脫水設備的前端加設篩分機，根據(jù)實際河道淤泥河道顆粒報告，選擇合適目級篩分機進行篩分，篩分機能處理絕大部分沙粒和粉粒，對后續(xù)淤泥壓縮比、用藥量以及設備磨損程度有較大的益處。

三、淤泥的資源化利用

由于淤泥成分不同，應根據(jù)用途需要調整其預處理方式，不論采取哪種處理技術，都是以減量化、資源化、固定化以及無害化為原則，特別是對淤泥中重金屬含量的控制尤為重要，經(jīng)過污水處理廠及后期二次處理后，重金屬含量可得到控制，但因二次處理造價較高，需根據(jù)某種資源化利用相關淤泥重金屬含量規(guī)范要求及成本、盈利綜合考慮，結合國內外經(jīng)驗，目前淤泥資源化利用大致分為兩個方面：綜合利用（堆肥、填方材料、建筑材料等）和填埋。

1.堆肥

淤泥中含有機質、植物需要的微量元素及相關營養(yǎng)物質，合理施用對農田、林地、草地、荒地等有較好的效果。利用淤泥堆肥是目前比較好的方式，主要利用自然界的微生物，將河道淤泥內的有機物充分分解成農作物需要的營養(yǎng)物質或元素，特別是植物生長所需的 N （氮）、P （磷）、K（鉀）等其他微量元素。同時，底泥經(jīng)過加藥、混凝和脫水后，同有機肥混合可作為植培土，用于園林、花卉、綠地等。

河道淤泥作為農作物肥料利用有兩種方式，直接施用和間接施用，可根據(jù)淤泥成分具體含量選用，如果重金屬含量滿足相關要求，可直接用于農作物或者園林綠地等。

間接施用是指將各項重金屬含量達標的淤泥與農家肥（主要為動物廢棄物等）按照一定比例進行添加，配合成特定比例的有機肥，淤泥中的有機質及微量元素與農家肥微量元素相互補充，較普通農家肥有更高的營養(yǎng)物質和較好種植效果，可用于水果、蔬菜等可食性植物的種植，該方式在廣東等地已有成功案例。目前淤泥堆肥雖未普遍實施，但從未來趨勢看，該方式具有良好的市場前景。

2.填方材料

根據(jù)工程需求及要求，經(jīng)過預處理的河道淤泥作為填方材料使用，是河道淤泥資源化利用的另一種方式。從工程應用角度考慮，以化學固化處理為主，同時輔以物理固化是目前最為方便、適用范圍較廣、成本較為理想的方法，因摻有固化材料，與一般的土料相比，淤泥固化土具有不產生固結沉降、強度高、透水性小等優(yōu)點。目前常用的固化材料主要有水泥、石灰、石膏、粉煤灰等。張春雷等利用無錫五里湖疏浚底泥進行固化處理和筑堤實驗，結果表明該底泥能夠滿足堤防筑堤要求，可以作為土方材料使用。

淤泥作為填方材料是資源化的一種思路，現(xiàn)階段我國填方材料資源較為豐富，對工程填方材料有具體要求，且淤泥本身存在轉移污染物的風險，此項技術在我國應用尚不廣泛，有待政策支持及相關技術提高。

3.建筑材料

（1）制造磚瓦

利用河道淤泥制造輕質磚瓦，一般采用煤灰或者污泥作為添加劑，因其本身含有空隙或經(jīng)過燒制污泥中的有機物升華從而產生微孔，進而通過調制特定配方燒得輕質磚。其中，河道淤泥中的重金屬經(jīng)過1 000～1 100℃的焙燒后，絕大部分重金屬被固結在材料中，經(jīng)過燒制的材料重金屬浸出率與原材料相比大大降低，所以如充分考慮重金屬的固結與處理，該輕質磚對周圍環(huán)境造成影響的可能性較小。

（2）燒制陶粒

河道淤泥礦物和一般燒制陶粒材料基本相似，在一定溫度下具備發(fā)泡膨脹的特性，使陶粒內部產生一定數(shù)量的氣泡，具備保溫作用，同時加熱后冷卻固化，具備一定強度。目前，北方某些地區(qū)嘗試將污泥處理廠產出的污泥燒制陶粒，但未達到建筑材料環(huán)保要求。河道淤泥成分相對污泥有所不同，重金屬等污染含量一般低于污水處理廠產出的污泥，其應用前景相對較好。經(jīng)南方某地區(qū)相關人員實驗，淤泥燒制陶粒也有成功的案例，其物理性能、環(huán)保條件均能滿足具體要求，但不具有普遍性。

國內河道淤泥資源化利用相對國外起步較晚，若能廣泛應用該技術，淤泥處理既能變廢為寶，又能解決環(huán)境污染、河道防洪安全等問題，由此產生的社會效益和環(huán)境效益是不可估量的，具有很廣闊的前景。