黑臭流域 环境底泥修复之环保疏浚

早在数百年前,人类就已在海港或河流中为改善通航条件而进行疏浚，相关的研究也非常充分。相比较而言，环保疏浚（污染物去除为疏浚的唯一目的）则是比较新的事物。环保疏浚的操作执行被严格控制，尽力减少对清洁底泥的去除，污染物的残留和扩散。这种严格控制的代价往往是施工效率的降低。
  X* F( c* |6 D! q! k
7 }& H) V6 E0 z5 r

01

技术手段

1 Y2 r; D' p1 a; [! b4 X/ C! q$ x
污染底泥去除的两种主要手段包括机械疏浚和水力疏浚。
' [2 d, v2 i, p
机械疏浚：在去除底泥时，机械疏浚以机械装置抓获底泥并提升至地面。被清除的底泥与水体内的原位底泥拥有相近的组成和密度。疏浚机械一般包含以下部件：
! n4 q3 z" b' G+ w$ I/ f
. `1 a% D2 D0 j


配有齿式铲斗和抓铲的挖斗
起重机，或其他可以在水面上下操作挖斗的设备
将底泥从疏浚现场运输到处理/处置设施的交通工具（通常是平底驳船)

环保疏浚的设备往往还包括环保蚌式抓斗或封闭蚌式抓斗。
( v0 S; k' e$ v, M$ e
水力疏浚：水力疏浚将底泥流体化并泵至特定处理位置来达到去除底泥的目的。水力疏浚设备通常包含疏浚头和泥泵。疏浚头深入到水底底泥内，通过机械搅拌将底泥流体化，并吸入吸管内。切割式绞刀和水平钻头是环保疏浚中最常见的疏浚头样式。泥泵可安装在水下或水上。
- p; o* Y* V/ j* m- Q( E% Z
7 F+ A9 O- B( {' Q$ Y$ {4 J. g

02

设计考量

4 K5 \/ y! G2 y+ L) X! y
近年来，环保疏浚的重大进展多得益于规划和作业效率的提高，而非技术进步使然。规划和作业步骤的完善提高了污染物去除率，减少了污染底泥再悬浮，还减少了各种规模场地中污染物残留的产生。污染物残留和污染底泥再悬浮在技术、环境和经济上都是疏浚过程中重要考量的因素。减少污染物残留和污染底泥再悬浮可以提高污染物去除和挖掘技术的整体效果，提高的方法可以从以下几个方面考虑：
) V' O$ n3 h- w+ N& k5 o
采用精密的定位系统，如全球定位实时动态监测系统
利用封闭式挖泥铲斗进行机械疏浚
在水力疏浚过程中根据场地实际情况进行改进
# F( w* a& d$ m8 U: n, {对疏浚作业相关的污染物残留和污染底泥再悬浮情况进行评估
: ^$ Z: E+ z0 A' H

03

疏浚底泥处理

5 [3 X! y7 v. R- X. E在疏浚清淤的底泥管理中，需要将疏浚技术与疏浚物的运输、处理、最终处置（或资源化利用）有机结合起来，最终在一个获得许可的地方进行最终处置或再利用。
- s. f+ ?' _9 I
6 G. D! b  L4 F淤泥干化：淤泥干化可能是疏浚物处置过程中必要的一环。淤泥干化通过减少含水量减少淤泥的体积和重量。如需将淤泥进行再利用或进一步处理，淤泥干化还会起到减少运输成本、提高处理性能的作用。淤泥干化的必要性和干化程度取决于淤泥的特性，以及疏浚物所需的疏浚方法、运输方式和最终处置方式。
& A1 E1 B2 [( V4 }) f' F
; T" b, Q8 m$ j* r' T/ W5 [在分离过程中，被动干化需要足够的空间来储存淤泥。在被动干化过程中，主要通过重力分离和少部分的蒸发作用来去除淤泥中的水分。在淤泥干化的场地中，所摊淤泥越薄，蒸发作用在被动干化里的效果越好。经过化学处理的土工包常用于较小的空间，利用重力有效地对大量淤泥进行脱水。

7 C+ p6 ?# q$ N( ~; d


1 M% S7 n& B$ o2 ]+ l* g在机械干化过程中，利用设备或物质对淤泥施加外部压力，这种方法有时可以使淤泥的干重达到70%。常用设备包括板框式污泥压滤机和带式压滤机，其中板框式污泥压滤机效果理想，但属于间歇性工作设备；带式压滤机可能效果较差，但可实现连续作业。

, g8 D  Q; m6 |# O疏浚物处置方法：疏浚物处置是指将疏浚物放置在一个受控制的地点或设施中，从而使污染物永久地包含在淤泥里。这种管理方法是通过将疏浚物放置在特定设施中实现的，这样的设施包括卫生填埋场、有害物质填埋场、密闭处置设施(CDFs)或密闭水域处置(confined aquatic disposal, “CAD”)设施中实现的。

疏浚底泥的处理：有时对疏浚底泥进行处理是为了在水域或土地处置前开展再利用。底泥经过处理达到处置规定，可减少最终处置量或促进资源化利用。现场处理技术包括脱水和尺寸分离，以及生物修复、化学处理、萃取∕洗涤、固化∕稳定、热处理。

4 U8 J, u" d* W- n- r7 [0 B疏浚底泥的资源化利用：如果污染程度、处理方法、经济条件允许，可对疏浚或挖掘的底泥进行有效利用（例如：作为筑路的建筑材料）。在准备挖掘工程计划时，应当对当地的用料需求进行评估，并考虑对疏浚物进行有效利用。
6 T5 u' d0 |( N1 B2 a% J, ]! p8 ~) G
清淤设计中所需要的数据

查看关键场地条件的汇总表链接)
# ^5 E1 o5 K0 y( t6 G

; [# S1 g4 s3 G. n& A) e0 b

04

评估过程

- B% q' ~* h  k) U0 \2 M在以下几种情况下，相对于掩蔽、原位修复和受监测的自然衰减技术而言，底泥疏浚清淤可能成为一种更受欢迎的、具有潜在可行性的修复手段或者修复组合工艺的组成部分：
8 o" o+ l9 W% E
& T. r% N, A  T3 W4 @# o8 D) x目前属于不可接受的污染源区域；
3 m: t1 O+ w& W. O8 g: p
利用掩蔽、原位修复或受监测的自然衰减技术无法合理修复的区域，如涉及航道、高能（风浪）、侵蚀性环境的区域；
, X, `! d& T- I) n/ I1 z4 R1 W特定区域，如热点区域或高浓度污染区域，这些区域在大面积的低风险区域中呈现出较高的风险性；
污染源迁移性较大的区域，如非水相液体（NAPL）污染区域；
7 t. {( a7 K2 n# H' I# f毗邻岸边且坡度稳定的区域，该区域可通过简单的清淤实现隔离和干化
9 q( v' q& K, S6 Y% w. k水深和其他场地条件（如风和水流）有利于有效控制清淤活动相关的再悬浮和释放的区域
场地所在区域拥有相对经济的处理和处置疏浚物质的渠道，如配备密闭式水处理设施（CAD）、密闭式卸置设施（CDF）、垃圾填埋场的区域；
" H) E/ ?9 V9 E  U8 }' ^  r周边企业和住户均接受疏浚清淤的区域。

05

监测

7 X0 J+ v9 Q0 k1 v# _

; b+ J% |9 S; m, o