关于东莞市凤岗镇凤德岭水工程综合整治及底泥处理处置技术

关于东莞市凤岗镇凤德岭水工程综合整治及底泥处理处置技术

罗清文

东莞市凤岗镇水务工程建设运营中心523690

摘要：河道是河水流经的路线，一般能够通航的水路均可称之为河道，具有排灌、泄洪、防涝、灌溉、航运、景观、生态保护等功能。然而，受外在因素的影响，部分河道出现了一定程度的淤积现象。随着城市经济的发展，因不注重水体生态环境保护，城市水体黑臭化逐渐加重，给城市环境带来不良影响的同时，对周边居民的健康也造成了较大威胁。为了使河道本身的功能得以充分发挥，对其进行清淤疏浚已经势在必行。

关键词：清淤底泥处理

引言：所谓水体“黑臭”，并不是一个科学指标，从视觉上讲是指水体呈黑色或泛黑色，从嗅觉上讲是指水体散发出刺激人的嗅觉器官并引起人不愉快或厌恶的气味。水体黑臭是一种生物化学现象，大量研究表明其发生黑臭的机理基本一样：当水体受到严重有机污染时，好氧微生物大量分解有机物，水体中复氧速率跟不上耗氧速率后水体缺氧。一些悬浮物与有机污染物在一定条件下发生沉集，从而使厌氧微生物大量繁殖并分解有机物，产生的难溶于水的有臭气体(如胺、氨、硫化氢)逸出水面，进入大气使水体散发出难闻的臭气。此外，它们在上升过程中卷入污泥，使水体发黑；同时，缺氧的水体使Fe、Mn等重金属还原，结合水中的S2+形成FeS、MnS，也能使水体发黑。黑臭水体的综合治理，一般遵循“外源减排、内源清淤、水质净化、清水补给、生态恢复”的技术路线。外源减排和内源清淤是基础与前提，水质净化是阶段性手段，水动力改善技术和生态恢复是长效保障措施。

工程概况

本次设计为东莞市凤岗镇凤德岭水清淤疏浚治理及截污工程施工图设计。工程治理设计起点坐标X=515271.300Y=416064.646，终点坐标为X=515280.309Y=417412.933，凤德岭水清淤疏浚治理及截污工程全长1557.515米，其中明渠段长度为333.225米，宽度2-8米，位于凤翔路以北现状河道段，盖板暗渠段1224.29米，宽度2米，位于凤翔路南侧人行道下，经现状勘测，主要存在河道堵塞、挡墙冲刷掏空、未建挡墙护岸段河岸冲刷水土流失严重、雨污混流等病害需进行治理。

一、清淤施工技术要点

（一）试挖工作。试挖工作的进行主要是为了在主体工作施工前得到一些确切的数据，同时也要确定好试挖工作的深度和挖槽尺寸，确保按设计要求进行。

（二）施工工艺。

（1）清游工作经常用到的设备就是清淤机和挖泥船。

（2）清游机主要是旋挖式，是目前城市河道清淤工作中既环保又科学的一种船舶，经常用于常态维护工程当中。该种清淤机主要是采用了无堵塞泵、旋挖头作业，并且通过液压系统带动旋挖头滚动，利用旋挖头上配备的腰带和切割刀等工具将河底的淤泥和一些生活、建筑垃圾等扰动起来，并将其通过旋挖头中间无堵塞泵吸口送到要求存放的地点。

(3）挖泥船分为绞吸式、喷吸式以及两栖式几种，其中绞吸式挖泥船需要与拖轮、排泥管以及泥浆泵和运输船等设备共同配合使用。喷洗式挖泥船则采用定位桩施工方法，利用先挖子槽使河道先通后畅。绞吸式挖泥船在开挖之前，需要将船厂主定位桩对准挖槽的中心下线，利用左右横移绞刀进行挖泥工作。在完成一刀的开挖之后，通过两边定位桩的替换下桩，将船体向前推进30—50ｃｍ，重复上述开挖工作。而喷吸式挖泥船则是采用挖槽断面、喷吸式开挖，当水面以上的土体大于4ｍ的时候，要降低开挖泥层高度，而当遇到设计的挖槽宽度大于泥船的最大开挖宽度的时候，要有一个相对稳定的排泥髙度，防止欠挖土埂现象的形成。

（三）边坡支护。

由于城市河道上方设有桥梁、河岸建筑物密布，因此进行常规清游施工时需要对边坡进行支护。要根据土质.堤防的稳固情况和建筑物情况进行不同的支护，对于两岸堤脚埋深较浅的，可以使用提高平台高程的方法。对于基础较为软弱或古河道，要进行基础的加固措施，放缓河床的边坡以确保安全。

(四)排泥管架设

输浆管线必须要保证平稳，不能发生弯曲；接头位置要保证严密，管线和接头位置不能出现渗漏问题，一旦出现渗漏要立即采取补救施，严重时需要及时更换；输浆管线的架设不能影响公路等设施的建设.排泥管线尽可能不穿越公路或桥梁，对于必须要穿越的位置要依照相关部门的设计严格进行.水上浮筒排泥管线必须要保证平稳，不能存在弯曲，由于受到水流和风浪等外界因素的影响平均间隔一段距离就安置一只浮筒锚.

（五）泥浆及垃圾运输。

泥浆的处理过程是通过清淤机的无堵塞泵送到运输船中，再由运输船运至吹填区，最后通过吹泥船将泥浆吹填。对于施工过程汇总产生的各类垃圾要通过抓斗式挖泥船进行收集，最后船运输到消纳场，保证施工环境的干净整洁。

（六）施工注意事项

对现状排水渠进行清淤，当排水渠上面采用盖板覆盖，清淤时掀开盖板进行人工清淤，清至墙址或硬底化的渠底。深入渠道时需严格做好必要的通气、防毒安全措施，建议施工长度不超过100m，下渠道清淤前，用鼓风机向渠道内持续鼓风30分钟以上。暗渠内有害气体较多，如沼气，对作业人员的身体伤害较大，随时有发生生命危险的可能，施工时，应做好通风及穿戴防毒面具等安全措施。下井时需做好必要的安全措施（如设临时钢爬梯下井作业），打开检查井盖时需对检查井周边道路进行安全防护，且设明显的安全警示牌。

清疏的淤泥不得长时间堆放在井口，施工单位单位应通过合理调配车辆，每隔几个小时清运一次，使挖出来的垃圾污泥尽快运走，至少能做到不过夜；为防止淤泥污水滴漏污染路面，可以考虑通过往运输车辆上铺垫隔水材料等办法加以解决。

施工应在工作时间进行。淤泥的运输道路应结合附近路网，运输前应检查车辆有无破损，运输中应防止淤泥漏流，造成环境二次污染。清除的淤泥初定运距15km（具体堆置场所由业主指定），同时须进行妥善处理。

二、底泥脱水干化技术

由水力冲挖、挖泥船或清淤机等通过管道输送而来的淤泥，成分极为复杂，除污泥外，还有大量生活垃圾、石块、絮状物、泥沙和水生生物（如植物、贝壳等），含水率高，通常达90%以上，为实现远距离输送，冲击负荷也很大。这些特点使得底泥处理处置成为黑臭水体内源清淤的难点。底泥处理处置的工艺流程如图3下：

（一）除杂除砂

为减轻黑臭水体污泥中复杂成分给后续工艺带来的负荷，必须对来浆先进行除杂和除砂处理。借鉴污水处理的经验，格栅与沉砂池相结合的方式是目前黑臭水体底泥使用较多的除杂除砂装置。但黑臭水体底泥成分复杂，泥浆中夹杂的砖石等大颗粒物，形状不规则且自重比较大，对格栅机会造成比较大的冲击，齿耙极易损坏，使得格栅机不能正常运转，加之格栅栅条间距较大（若过小则容易堵塞），进入沉砂池的成分仍比较复杂，沉沙池沉积物难以分级利用。由盾构泥浆处理设备改造而来的泥浆净化器，采用振动筛结合水力旋流器的方式对底泥进行除杂除砂，工程实施效果明显。底泥输送至该设备后，首先经预筛（不锈钢材质，筛孔直径为3mm）将3mm以上颗粒物筛分出来，3mm以下颗粒随泥浆进入旋流筛分系统，0.02mm（分离粒度D50）以上颗粒经旋流和再次筛分后从泥浆中脱离出来。细颗粒物可通过多级旋流器而进行多级分离，为后续的资源化利用提供了有利条件。筛分之后的渣料，根据粒径的不同，可进行分级处理。生活垃圾、木块、贝壳等可送至就近填埋场进行填埋；较粗的石砾可用于填方；细砂则可直接用于建筑材料进行二次利用。

（二）污泥浓缩

经除杂除砂设备处理后，泥浆含水率仍较高，必须先进行浓缩沉淀，以减少进入干化工序的污泥体积。在污水处理行业，重力浓缩、气浮浓缩和机械浓缩是目前主流的污泥浓缩工艺，而在黑臭水体底泥清淤施工中，由于污泥泥浆量大，不稳定，实现连续生产是首要任务，因此能稳定运行的重力沉淀工艺是首选。重力沉淀又分为自然沉淀和混凝沉淀两种。自然沉淀不添加任何药剂，仅依靠重力作用，完成污泥悬浮物的沉降。它能耗低、运行稳定，但需要较大的占地面积以满足连续生产，浓缩底泥的含固率也较低。混凝沉淀需添加一定量的药剂辅助污泥进行沉淀，所需药剂成本较高，能耗也较自然沉淀高，但它占地面积小，效率高，浓缩底泥含固率高，通常可达20%-30%，

可大大减小后续工艺的进浆体积，泥浆减量化明显。具体施工时可依据工程实际条件，综合考虑占地面积、药剂成本、人员设备投入等因素，选择最具经济效益和社会价值的工艺方案。

（三）污泥干化

黑臭水体污泥干化的方法有：预压法(真空、堆载)、板框压滤、

离心脱水、土工管袋法和主动开沟排水干化等方法。其中先采用絮凝剂和固化剂调理，再进行板框压滤是目前黑臭水体疏浚底泥快速干化的方法。板框压力越大，滤饼含水率越低，污泥脱水效果越好，但是压力过大时，容易造成跑料；压滤时间越长，所得净滤液量体积越大，污泥脱水效果越好，但是压滤时间到达一定长度后，压滤时间进一步延长，脱水效果变化不甚明显；在相同的过滤压力和过滤时间内，随着絮凝剂投加量的增加，污泥脱水速度不断加快，污泥脱水效果也越好。所以在选择机械脱水的方式时，需要通过试验，确定合适的压滤压力和压滤时间，并从经济的角度考虑确定合适的絮凝剂、固化剂投加量。

（四）尾水处理

为保证浓缩池上清液和压榨清水满足排放标准，必须对尾水进行

处理才能外排。目前尾水处理主要集中在物理化学和生物处理上，包

括混凝沉淀法、膜生物反应器（MBR）技术、曝气生物滤池技术、

生物接触氧化法、生态湿地、人工塘等工艺工法。在工期紧，处理量

大实际施工背景下，混凝沉淀深度处理式的方式是比较符合需求的尾水处理方式。尾水混凝沉淀通过添加混凝剂，将水中的微小悬浮物，

包括有机和无机杂质，降低水的色度和浊度，减小水中溶解性杂质浓

度，达到满足排放的要求。在处理量大，场地小等更为严格的要求下，在混凝剂中添加磁粉，使悬浮物、胶体物质、藻类、磷等形成可作用于磁场的微絮颗粒，然后通过磁力将其从水体中快速分离出来。该超磁分离净化法停留时间短，可连续运行，占地面积小，处理量大，可成为黑臭水体尾水处理中的一种选择。

结束语：

在城市黑臭水体综合整治中，内源清淤疏浚是解决水体黑臭问题的有效工程手段之一，高效、环保清淤及清淤底泥的安全处理处置，

是人们对日益增长的环保需求的具体体现，是社会可持续发展的重要需求。

参考文献：

[1].《防洪标准》（GB50201-2014）及其它的现行国家、广东省规范、规程和标准。

[2].《实测1:1000现状地形图》(东莞市凤岗镇国土局测绘大队补测)

[3].《东莞市凤岗镇防洪排涝规划》（2011年11月）

[4]高丹英.黑臭水净化菌株的筛选及净水效果的研究[D].武汉:华

中师范大学,2009.

[5]应太林,张图莹,吴蕊蕊．苏州河水体黑臭机理及底质再悬浮对水

体的影响[J].上海环境科学,1997,16(1):23-26．

[6]俞一夫,黄永样.生态环境中铁、锰、硫的循环与微生物的关系[J].浙江师范大学学报，1997,20(2):86-89．