我国河道底泥资源化利用技术现状

李宝磊 刘舒 曾乐 赵岩

摘  要：文章针对我国河道底泥治理现状及存在问题，分别介绍了国内外传统治理技术和资源化治理技术，分别分析了疏浚技术、化学修复技术、生物修复技术及土地利用、制作填方材料、制作建筑材料及分级资源化利用技术的原理、优缺点和适用性，提出了对于河道底泥治理技术存在的主要问题，指出采用分级资源化技术具有较好的应用前景，并提出了采用以多级筛分处理为核心的基本思路，为我国河道底泥资源化利用提供参考。

关键词：河道底泥;分级资源化;疏浚;土地利用;填方材料;建筑材料

中图分类号：X321        文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）02-0156-02

Abstract： In view of the present situation and existing problems of river sediment treatment in China， this paper introduces the traditional treatment technology and resource treatment technology at home and abroad. The principles， advantages， disadvantages and applicability of dredging technology， chemical restoration technology， bioremediation technology and land use， production of fill materials， production of building materials and graded resource utilization are analyzed respectively， and the main problems existing in river sediment treatment technology are put forward. It is pointed out that the technology of hierarchical resource utilization has a good application prospect， and the basic idea of multi-stage sieving treatment as the core is put forward to provide reference for the resource utilization of river sediment in our country.

Keywords： river sediment; graded resource utilization; dredging; land use; fill materials; building materials

近年来，我国城市工业发展速度加快，而污水处理设施建设相对滞后，大量污水排放至河流中，随着污水中的污染物自然沉降，底泥中的污染物逐渐累积增加，其污染越来越严重，近年来，我国政府对生态环境越来越重视，各大中小城市建设了相应规模的污水处理厂，并逐步投入运行，污水中的污染物得到了一定程度的去除，进入到河流中的污染物逐渐减少。但由于河流底泥中已经累积了大量污染物，在水体扰动情况下，其中的污染物会重新释放到水体中，对河流的生态环境造成危害，这种河流底泥的污染也称为内源污染源[1]，其治理十分必要。

1 我国河道底泥治理现状

目前，我国在河道底泥治理方面起步较晚，主要采用物理、化学、生物等技術。这些方法包括疏浚、化学修复、原位生物修复和异位生物修复技术等。

河道底泥疏浚技术是采用机械方法将河流底泥清挖出去，进一步处理后填埋或焚烧的技术措施。该技术具有操作简单、见效快等优点，主要应用于河道污染事故的应急处置或污染较为严重的情况。该技术在国外应用的较多，针对瑞典Trummen湖，通过疏浚技术将河道表层1m厚的底泥清挖出去，迅速降低了其总磷含量，处理效果稳定[2]。美国某港口采用疏浚技术，降低了底泥中PAHs和重金属的含量[3]。

化学修复技术是将化学药剂直接加入河道底泥中，并覆盖在底泥表层，这些药剂能够与底泥中的污染物紧密结合，形成固化体，从而减少其污染物向水体中重新释放的可能。国外有人研究表明：将氯化铁、铝盐和石灰施入污染底泥中，这些物质会在底泥表层与底泥内部释放的磷发生化学反应，形成固体物，从而实现了减少磷向河流的释放[4]。

原位生物处理技术是不需疏浚而直接对底泥进行处理，通过投加特殊菌种或营养物质，促进微生物对底泥中有机污染物和重金属的吸附、吸收和降解。该技术受河流环境影响较大，难以适应环境条件，其技术应用受到了一定的限制。相比较而言，异位生物处理能够避免以上缺点，将河道底泥疏浚出来后，采用微生物进行发酵处理，可使其中的有机污染物转化为无害的水和二氧化碳等小分子，从而实现解毒的目的。该技术适用于各类有机污染物的去除，国内外均得到了应用[5]。

2 国内外河道底泥资源化利用技术现状

由于疏浚技术具有经济性好、处理彻底等优势，国内外普遍采用这种技术进行河道底泥治理。但在此过程中产生的大量含水率高的疏浚底泥，其成分复杂，污染风险很高，往往给环境带来二次污染。因此对河道底泥的资源化利用技术的研究逐渐成为热点。

2.1 土地利用技术

土地利用是将疏浚底泥应用于农田、林地、园林绿化及严重扰动的土地修复与重建等，具有投资少和能耗低的优点，在处置过程中底泥的有机部分可转化成土壤改良剂成分，被认为是最具发展潜力的资源化利用方式[6]。美国某地区将疏浚底泥投加至某沟渠中，在其上种植高等湿地植物，不仅处理了污染底泥，还改善了当地的环境，取得了较好的效益。我国朱本岳等[7]将某湖泊疏浚产生的底泥，与化肥混合，按照一定比例配合加工制作肥料，并进行试验研究，结果表明，施用这种肥料的土地上生长的蔬菜，其产量与其他复合肥相比基本没有变化，这种技术降低了成本，经济性较好。

2.2 制作填方材料技术

疏浚底泥经脱水、固化后，形成的固化体可以制作填方材料。其优点在于该固化体强度好、不易透水，不易产生沉降等，与其他建筑材料相比，还能节省机械处理过程，降低施工成本，具有较好的工程效果[8]。其可用于以下工程：（1）矿坑、沟渠等地区的回填。（2）筑堤或堤防加固工程。（3）道路工程的路基、填方工程。

2.3 制作建筑材料技术

河道疏浚底泥经过一定处理后，也可以作为建筑材料使用，如陶粒、水泥、砖等。王中平等[9]利用某地区河流疏浚产生的底泥，经过成分调节、高温处理后制作陶粒，其中陶粒中的重金属被固化，降低了环境风险。薛世浩等[10]利用某地区河流疏浚底泥来烧砖，结果表明，制得的砖符合行业标准要求，其容重、导热系数等参数优良，并具有较好的保温隔热性能。

2.4 分级资源化利用技术

近年来，一些研究人员提出了基于分级思想的底泥资源化利用方法。虞峰[11]提出一种以振动筛和水力旋流器为核心设备的底泥处理与资源化利用技术工艺，可以实现对河道底泥中砂粒的回收利用以及脱水后泥饼的资源化利用。马涛等[12]、王炜[13]和汪胡根等[14]也各自提出了类似的污染底泥一体化综合处理装置及工艺。康兴生等[15]公开了一种以多级筛分处理为核心的基于粒径分布的重金属污染底泥处置方法。国外也开展了相关研究，包括美国Triflo公司的DSS2000R一体式底泥脱水干化装置[16-17]和达纳森公司的IMS清淤泥浆脱水装置[18]等。

3 结束语

通过对国内外河道底泥的传统治理技术和资源化利用技术研究，明确了各类技术的原理、优缺点和适用性。传统的底泥治理技术包括物理、化学、生物技术等，这些技术针对不同污染特点的底泥采用无差别的处理手段，其处理后的底泥难以进一步利用，并且存在能耗高、土地资源占用大及二次污染增加等问题。

因此，对河道底泥的治理采用分级资源化技术具有独特优势，以有机物或重金属含量为主要指标，将疏浚的河道底泥采用以多级筛分处理为核心的分离分级处理技术，并将分级处理后的底泥进一步资源化利用，能够避免传统底泥处理产生的能耗高、二次污染风险大等问题，从而实现底泥治理的减量化和资源化目标，具有较好的应用前景。

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