河道生态清淤及淤泥处理技术探讨张麦全

河道生态清淤及淤泥处理技术探讨张麦全

中国水电建设集团十五工程局有限公司第一工程公司陕西西安710065

摘要:作为水资源的基本载体,河道还能够改善环境,对于灌溉、防洪、排水以及水资源的调度具有非常重要的意义。目前,河道淤泥现象随着城市化建设进程的加快而变得越来越严重,加之人为的填堵行为导致河床不断抬高,河道的蓄水量逐渐减少,甚至影响了整个水环境质量、防洪排涝能力以航运能力。鉴于此,本文就河道生态清淤及淤泥处理技术展开探讨,以期为相关工作起到参考作用。

关键词:河道生态清淤;淤泥处理;工艺

1.淤泥处理方式及优缺点分析

1.1淤泥晾晒或掺拌法

此种清淤方式需要干地条件,首先搭设围堰,经围堰内排水,在围堰内一定距离设置后置排水沟及集水坑,施工期间不间断抽水,保持施工现场干地条件,为清淤做好准备。按照工程进度及时间要求,根据设计高程,采用一定数量的挖掘机对淤泥进行攒堆,待攒堆的淤泥干燥后,新建马道,采用运输车放置固定场地内或者直接运输到淤泥处理点。另一种方式是掺拌法,即外购达标干燥土方与潮湿状淤泥按照一定比例掺拌后,采用运输车放置固定场地或者直接运输到淤泥处理点。

1.2水力冲挖

该办法仍需干地条件,采用高压水枪将固态淤泥冲成泥浆,汇流到预先设置的集水坑内,利用浮漂、抽泥泵(根据河道淤泥含砂情况可优先采用抽沙泵)、接力泵、管道等将泥浆抽至泥浆沉淀池或指定地点。该方法的优点为设备简单,施工成本较低,对河坡环境影响较小等。缺点为操作环境恶劣,受淤泥成分和汛期影响大,施工进度较慢,可能会对岸坡环境造成部分影响。

1.3挖掘机带水清淤

挖掘机带水清淤指的是将挖掘机行驶到浮动平台上,驾驶员将平台划至清淤范围挖掘河底淤泥,利用运输船将淤泥运输至指定地点,卸下船上淤泥之后再采用挖掘机或者抽泥设备将淤泥运至工程场地内,待干燥后运输至土场或指定地点。该方法的优点为不用创造干地条件,减少部分施工成本,施工过程受天气影响相对较小,施工机具及工艺简单等。缺点为操作设备不易,清淤标高控制难,由于机械施工容易使河水浑浊,致使清淤效果不好,达不到预期标准,对下游环境造成相应影响等。

2.河道治理中清淤技术的应用

2.1水下清淤方法的应用

水下清淤主要是将清淤设备安装在船上,基本以清淤船为作业平台,由清淤船固定在某一位置对淤泥进行开发及利用管道输送到制定位置。这种清淤方法又可以分为绞吸式、斗轮式、抓斗式以及泵吸式。其中抓斗式一般应用于泥层厚度较大且有较多障碍物的中小河道中,它的操作过程是运用清淤船抓取水下淤泥并将其卸入制定船内,一般采用卸载、开挖与回旋的操作方式,它有着操作便捷、受河道内障碍物和天气影响较小的优势。但也有一定的弊端,如河底搅动的浮泥会再次返回水体,仅能得到30%清淤效果,无法对水质进行良好改善。绞吸式一般适用于中型河道,它有着施工精度高且淤泥不会泄露的优势,并且不会影响河道通航,其缺点是容易出现淤泥回转的情况。而泵吸式一般适用于小型河道,可以同时完成淤泥的移动与清除工作,但实际作业时会洗出过多河水,需要对泥浆进行后续处理,造成清淤工作量加重。斗轮式适用于泥层较厚且工程量大的中型河道中,它有着不受外界环境影响且施工精度高的优势,缺点是淤泥中的污染物会扩散,如果清淤工作不彻底会对周边水体造成二次污染。

2.2排干清淤技术的应用

这种技术一般适用在流量较小且不具备防洪或航运等功能的河道,这类河道在清淤过程中就可以使用排干清淤的方式,具体分为水力冲挖和干挖两种操作方法。干挖就是使用挖掘机对河床进行挖掘,利用渣土车将淤泥清运出河道范围;水力冲挖就是对河底淤泥用高压水枪进行冲刷,利用设备将其吸取与输送到制定地方。排干清淤技术不受河道环境因素影响,但要在河床干涸时进行作业,对季节要求较高。

2.3环保清淤技术的应用

现阶段的清淤工程对环保的要求越来越高,注重在不破坏水体环境的基础上对河道水质进行改善。环保清淤技术有较高的清淤设备挖掘精度,对淤泥弃场的位置挑选较为谨慎且需要在施工过程中控制好水体浑浊度。所以中小河道的清淤大多采用环保绞吸式清淤,它对抑制污染物的泄露和扩散有着较大影响意义。

3.河道生态清淤方案

3.1清淤疏浚设备的选择

就环保疏浚技术的垂直精度而言,当前国内技术只能将其控制在20cm以内,相比一些发达国家始终存在较大的差距,因此,要想对河道污染底泥疏浚的精确度进行有效控制,在环保清淤设备的选择上就必须慎重,同时加强现场监控、精准定位技术和显示系统在河道清淤中的应用,避免出现欠挖或者超挖的现象。最后要合理控制对底泥的扰动影响,提高吸入浓度从而降低泥浆扩散程度。

3.2管道搅拌脱水固结一体化技术工艺

管道搅拌固化工艺的技术设备组成较为复杂,其中主要包括了空压机、单轴螺旋管道搅拌机、拖泵、粉料自动供给机、淤泥输送管道以及隔珊振筛机等,多种设备在一起共同组成了具有综合性的淤泥固化工艺技术设备系统。通常情况下这个集成系统都有一个固定的路线对河大淤泥实施工艺技术,从抓斗式清淤开始,通过船运将泵送上岸边,经过储泥池预处理后,沉淀为混凝土泵中,反腐搅拌后集中堆放,整个工艺具有鲜明的特点,单轴螺旋的管道搅拌机在工作时,前期阶段为螺旋推进,后期阶段为充分搅拌,当推进与搅拌功能有机的组合到一起后,不仅大大的提高了功效,还减少了占地面积;拥有较高的自动化性能,各个主体设备之间都有管道连接,加之供料系统的准确计量式连续供料,为整个设备系统的连续作用提供了基础保障。

3.3余水净化处理技术

淤泥快速处置过程中也必须时刻注意避免二次污染的发生,这就需要对压滤脱水过程中产生的余水进行集中处理:浓缩池上部溢流余水通过处理并达到设计要求后排放至余水处理池;脱水车间内压滤余水先进行过滤,将底部过滤水通过管道回排至浓缩池内,上部过滤余水流入余水处理池。污染物大部分黏附在底泥细小颗粒上,控制污水中的悬浮物浓度就可以基本控制住有机物和磷、氮营养盐等污染物,达到预定的水质目标,因此余水的净化处理以去除悬浮物为主要目的,具体做法是通过在余水处理池中加入絮凝剂,使余水中悬浮颗粒迅速沉积,絮凝剂采用PAM,掺量为10~20mg/L,处理后的余水通过管道排入附近河道内。

3.4底泥的资源化利用

底泥脱水干化后得到的干化土可以根据其营养成分、重金属及有机物的成分和比例确定合适的资源化利用途径。然而机械脱水过程中需要添加絮凝剂等添加剂,因此,机械脱水处理后得到的干化土不宜用作农业用土。一般来说,机械脱水处理后的干化土可以考虑用作建筑材料,例如堤防填筑、场地回填、制砖、烧制陶粒等。

结语

生态清淤技术同淤泥处理技术进行有效结合,逐步构建起生态清淤产业链,并提高生产水平,使得生态清淤工程在河流环境治理中具有远大的前景,为湖泊河流的治理提供坚实的基础支持。然而,值得注意的时,淤泥处理技术还存在一定的问题,例如成本投入过高,只适合我国经济发达区域,全国范围内推广难度较大。基于此,我们还应重点研究生态清淤的材料与方法,以此来有效降低成本,增强市场推广能力。

参考文献:

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