河道清淤必然產(chǎn)生大量淤泥，這些淤泥一般含水率高、強(qiáng)度低，部分淤泥可能含有有毒有害物質(zhì)，這些有毒有害物質(zhì)被雨水沖刷后容易浸出，從而對(duì)周圍水環(huán)境造成二次污染。因此有必要對(duì)清淤后產(chǎn)生的淤泥進(jìn)行合理的處理處置。淤泥的處理方法受到淤泥本身的基本物理和化學(xué)性質(zhì)的影響，這些基本性質(zhì)主要包括淤泥的初始含水率(水與干土質(zhì)量比，下同) 、黏粒含量、有機(jī)質(zhì)含量、黏土礦物種類及污染物類型和污染程度。在實(shí)際的淤泥處理工程中，可以根據(jù)待處理淤泥的基本性質(zhì)和擁有的處理?xiàng)l件，選擇合適的處理方案。

縱觀國(guó)內(nèi)外淤泥處理處置技術(shù)，可以按照不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行如表2 所示的分類，在實(shí)際的淤泥處理工程中，可以根據(jù)待處理淤泥的基本性質(zhì)和擁有的處理?xiàng)l件，選擇合適的處理方案。

1 無污染淤泥與污染淤泥的處理

淤泥是否污染及含有的污染物種類不同，其相應(yīng)的處理方法也不盡相同，某些水利工程中產(chǎn)生的淤泥基本上沒有污染物或污染物低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，例如南水北調(diào)東線工程淮安白馬湖段疏浚淤泥無重金屬污染，同時(shí)氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽的含量也低，對(duì)于此類無污染或輕污染的淤泥可以進(jìn)行資源化處理，這類淤泥主要產(chǎn)生于工業(yè)比較落后的農(nóng)村地區(qū)。而對(duì)污染物超過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的淤泥，則在處理時(shí)首先應(yīng)考慮降低污染水平到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之下，例如對(duì)重金屬污染超標(biāo)的淤泥可以采取鈍化穩(wěn)定化技術(shù)。淤泥處理技術(shù)的選擇也要考慮到處理后的用途，比如對(duì)氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽含量高的淤泥，當(dāng)處理后的淤泥擬用作路堤或普通填土而離水源地較遠(yuǎn)，氮、磷無法再次進(jìn)入到水源地造成污染時(shí)，一般不再考慮氮磷的污染問題。
a．堆場(chǎng)處理與就地處理: 堆場(chǎng)處理法是指將淤泥清淤出來后，輸送到指定的淤泥堆場(chǎng)進(jìn)行處理，我國(guó)河道清淤大多采用絞吸式挖泥船，造成淤泥中水與泥的體積比在5 倍以上，而淤泥本身黏粒含量很高，透水性差，固結(jié)過程緩慢，因此，如何實(shí)現(xiàn)泥水快速分離，縮短淤泥沉降固結(jié)時(shí)間，從而加快堆場(chǎng)的周轉(zhuǎn)使用或快速?gòu)?fù)耕，是堆場(chǎng)處理法中關(guān)鍵性問題。就地處理法則不將底泥疏浚出來，而是直接在水下對(duì)底泥進(jìn)行覆蓋處理或者是排干上覆水體然后進(jìn)行脫水、固化或物理淋洗處理，但也應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選用處理方法，如對(duì)于淺水或水體流速較大的水域，不宜采用原位覆蓋處理，對(duì)于大面積深水水域則不宜采用排干就地處理。
b．資源化利用與常規(guī)處置: 淤泥從本質(zhì)上來講屬于工程廢棄物，按照固體廢棄物處理的減量化、無害化、資源化原則，應(yīng)盡可能對(duì)淤泥考慮資源化利用。廣義上講，只要是能將廢棄淤泥重新進(jìn)行利用的方法都屬于資源化利用，例如利用淤泥制磚瓦、陶粒以及固化、干化、土壤化等方法都屬于淤泥再生資源化技術(shù)。而農(nóng)村地帶可將沒有重金屬污染但氮、磷含量比較豐富的淤泥進(jìn)行還田，成為農(nóng)田中的土壤?；蛘邔⑦@種淤泥在洼地堆放后作為農(nóng)用土地進(jìn)行利用。當(dāng)然在堆場(chǎng)堆放以后如果能夠自然干化，滿足人及輕型設(shè)備在表面作業(yè)所要求的承載力的話，作為公園、綠地甚至市政、建筑用地都是可以的。利用淤泥的資源化利用技術(shù)是國(guó)際上很多發(fā)達(dá)國(guó)家常采用的處理方法，如在日本，整個(gè)土建行業(yè)的廢棄物利用率已經(jīng)從1995 年的58% 提高到2000 年的80%，淤泥等廢棄土的利用率也達(dá)到了60%［8］。
當(dāng)淤泥中含有某些特殊污染物如重金屬或某些高分子難降解有機(jī)污染物而無法去除，進(jìn)行資源化利用會(huì)造成二次污染。這時(shí)就需要對(duì)其進(jìn)行一步到位的處置，即采用措施降低其生物毒性后進(jìn)行安全填埋，并需相應(yīng)做好填埋場(chǎng)的防滲設(shè)置。

2 污染淤泥的鈍化處理技術(shù)

工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)的河道淤泥中重金屬污染物往往超標(biāo)，通常意義上的污染淤泥多指淤泥中的重金屬污染，例如上海蘇州河的淤泥中重金屬比當(dāng)?shù)乇尘爸蹈叱? 倍以上［10］，對(duì)此類重金屬超標(biāo)的淤泥，可以采用鈍化處理技術(shù)。鈍化處理是根據(jù)淤泥中的重金屬在不同的環(huán)境中具有不同的活性狀態(tài)，添加相應(yīng)的化學(xué)材料使淤泥中不穩(wěn)定態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定態(tài)的重金屬而減小重金屬的活性，達(dá)到降低污染的目的。同時(shí)添加的化學(xué)材料和淤泥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一些具有對(duì)重金屬物理包裹的物質(zhì)，可以降低重金屬的浸出性，從而進(jìn)一步降低重金屬的釋放和危害［11-12］。鈍化后重金屬的浸出量小于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求之后，這種淤泥可以在低洼地處置，也可作為填土材料進(jìn)行利用。

3 堆場(chǎng)淤泥處置技術(shù)

清淤工程中通常設(shè)置淤泥堆場(chǎng)，堆場(chǎng)處理技術(shù)就是從初始的吹填階段開始，采用系列的處理措施快速促沉、快速固結(jié)，并結(jié)合表層處理技術(shù)，將淤泥堆場(chǎng)周轉(zhuǎn)使用或者達(dá)到淤泥堆場(chǎng)的快速?gòu)?fù)耕。
堆場(chǎng)周轉(zhuǎn)技術(shù)目的是減小堆場(chǎng)數(shù)量和占地，堆場(chǎng)表層處理技術(shù)是為后續(xù)施工提供操作平臺(tái)，而堆場(chǎng)的快速?gòu)?fù)耕技術(shù)則是通過系列技術(shù)的結(jié)合達(dá)到使淤泥堆場(chǎng)快速還原為耕地。
a．堆場(chǎng)周轉(zhuǎn)使用技術(shù)。堆場(chǎng)周轉(zhuǎn)使用技術(shù)是指通過技術(shù)措施將堆場(chǎng)中的淤泥快速處理，清空以后重新吹淤使用，如此反復(fù)達(dá)到堆場(chǎng)循環(huán)利用的目的。堆場(chǎng)周轉(zhuǎn)技術(shù)改變了以前的大堆場(chǎng)、大容量的設(shè)計(jì)方法，而提出采用小堆場(chǎng)、高效周轉(zhuǎn)的理念，特別適合于土地資源緊缺的東部地區(qū)。堆場(chǎng)周轉(zhuǎn)技術(shù)的設(shè)計(jì)主要考慮需要處理的淤泥總量、堆場(chǎng)的容量、周轉(zhuǎn)周期和周轉(zhuǎn)次數(shù)等，該技術(shù)通?？梢院凸袒蛘吒苫夹g(shù)相結(jié)合，就地采用固化淤泥或干化淤泥作為堆場(chǎng)圍堰，同時(shí)也可以對(duì)堆場(chǎng)內(nèi)的淤泥進(jìn)行快速資源化利用。
b．堆場(chǎng)表層處理技術(shù)。清淤泥漿的初始含水率一般在80% 以上，而淤泥的顆粒極細(xì)小，黏粒含量都在20%以上，這使得泥漿在堆場(chǎng)中沉積速度非常緩慢，固結(jié)時(shí)間很長(zhǎng)。吹淤后的淤泥堆場(chǎng)在落淤后的兩三年時(shí)間內(nèi)只能在表面形成20 cm左右厚的天然硬殼層，而下部仍然為流態(tài)的淤泥，含水率仍在1. 5 倍液限以上，進(jìn)行普通的地基處理難度很大［13］。堆場(chǎng)表層處理技術(shù)則是利用淤泥堆場(chǎng)原位固化處理技術(shù)(圖4)，人為地在淤泥堆場(chǎng)表面快速形成一層人工硬殼層，人工硬殼層具有一定的強(qiáng)度和剛度，滿足小型機(jī)械的施工要求，可以進(jìn)行排水板鋪設(shè)和堆載施工，從而方便對(duì)堆場(chǎng)進(jìn)一步的處理。人工硬殼層的設(shè)計(jì)是表層處理技術(shù)的關(guān)鍵，主要考慮后續(xù)施工的要求，結(jié)合下部淤泥的性質(zhì)，通過試驗(yàn)和模擬確定硬殼層的強(qiáng)度參數(shù)和設(shè)計(jì)厚度，人工硬殼層技術(shù)又往往和淤泥固化技術(shù)相結(jié)合形成固化淤泥人工硬殼層，也可以利用聚苯乙烯泡沫塑料(EPS) 顆粒形成輕質(zhì)人工硬殼層則效果更佳。
c．堆場(chǎng)快速?gòu)?fù)耕技術(shù)。堆場(chǎng)快速?gòu)?fù)耕技術(shù)主要包括泥水快速分離技術(shù)、人工硬殼層技術(shù)和透氣真空快速固結(jié)技術(shù)。
泥水快速分離技術(shù)是指首先在吹淤過程中添加改良黏土顆粒膠體離子特性的促沉材料，促使固體土顆粒和水快速分離并增加沉降淤泥的密度，另一方面則是在堆場(chǎng)中設(shè)置具有截留和吸附作用的排水膜進(jìn)一步提高疏浚泥沉降速度，同時(shí)可利用隔埂增加流程和改變流態(tài)，從而達(dá)到疏浚泥漿的快速密實(shí)沉積的效果［14］。透氣真空快速固結(jié)技術(shù)則是通過人工硬殼層施工平臺(tái)，在淤泥堆場(chǎng)中插設(shè)排水板或設(shè)置砂井，然后在硬殼層上面鋪設(shè)砂墊層，砂墊層和排水板搭接，其上覆蓋不透水的密封膜與大氣隔絕，通過埋設(shè)于砂墊層中帶有濾水管的分布管道，用射流泵進(jìn)行抽氣抽水，孔隙水排出的過程使有效應(yīng)力增大，從而提高了堆場(chǎng)淤泥的強(qiáng)度，達(dá)到快速固結(jié)的目的。透氣真空固結(jié)技術(shù)和常規(guī)的堆載預(yù)壓技術(shù)結(jié)合在一起進(jìn)行可以達(dá)到更理想的效果［15］。
對(duì)于部分淤泥堆場(chǎng)來說，由于堆存的淤泥深度較深，若將整個(gè)淤泥堆場(chǎng)的淤泥處理完成來滿足復(fù)耕的目的，投資較大，同時(shí)對(duì)于堆場(chǎng)復(fù)耕來說，對(duì)承載力要求相對(duì)較低，因此基于堆場(chǎng)表層處理的復(fù)耕技術(shù)在堆放淤泥較深的堆場(chǎng)經(jīng)常被使用。通過淤泥堆場(chǎng)原位固化處理技術(shù)，將淤泥堆場(chǎng)表層(80～120 cm) 淤泥進(jìn)行固化處理，處理完成后再對(duì)表層的固化土進(jìn)行土壤化改良，以滿足植物種植的要求。

4 淤泥資源化利用技術(shù)

上面闡述的淤泥固化、干化、土壤化等各種能把廢棄淤泥變?yōu)橘Y源重新進(jìn)行使用的技術(shù)都屬于淤泥的資源化利用范疇。此外，淤泥資源化利用技術(shù)還包括把淤泥制成磚瓦的熱處理方法。熱處理方法是通過加熱、燒結(jié)將淤泥轉(zhuǎn)化為建筑材料，按照原理的差異又可以分為燒結(jié)和熔融。燒結(jié)是通過加熱800～1 200℃，使淤泥脫水、有機(jī)成分分解、粒子之間黏結(jié)，如果淤泥的含水率適宜，則可以用來制磚或水泥。熔融則是通過加熱1 200～1 500℃使淤泥脫水、有機(jī)成分分解、無機(jī)礦物熔化，熔漿通過冷卻處理可以制作成陶粒。熱處理技術(shù)已經(jīng)比較成熟，國(guó)外和國(guó)內(nèi)的不少學(xué)者都進(jìn)行過相關(guān)研究［16-17］。
熱處理技術(shù)的特點(diǎn)是產(chǎn)品的附加值高，但熱處理技術(shù)能夠處理的淤泥量非常有限，比如普通制磚廠1年大概能消耗淤泥5 萬m3，不能滿足目前我國(guó)疏浚淤泥動(dòng)輒上百萬立方米發(fā)生量的處理需求，從淤泥的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化處理前景來講，固化、干化、土壤化的淤泥資源化利用技術(shù)是具有生命力的，若與堆場(chǎng)處理技術(shù)相結(jié)合則更能顯示出效益。

淤泥 堆場(chǎng) 技術(shù)

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