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黑臭水体治理中疏浚底泥处理处置天津市市政工程设计研究院十三届水处理行业热点技术论坛2018年3月30日赵乐军北京CONTENT汇报目录1常见问题2底泥来源及污染3工程案例4建议黑臭水体治理中疏浚底泥处理处置一、底泥来源及污染控源截污内源污染控制生态恢复其它措施截污纳管面源控制垃圾清理生物残体及漂浮物清理清淤疏浚岸带修复生态净化人工增氧活水循环清水补给就地处理旁路处理水环境/黑臭水体整治技术路线底泥泥质？清淤方式？泥量？出路？需要落实问题：二、常见问题泥质怎么样，环境风险是否可控？采用哪种清淤方式？含水率多少？预测产泥量？底泥的出路在哪里？含水率高，强度低；有潜在环境风险；缺乏足够的土地或者空间贮存困难：三、国内外情况开放式水体处置沉积物通过管道、船舶或车辆运输到其它河流/湖泊/海洋要求沉积物未被污染需要对受纳水体进行评估不适于处置污染河道的底泥限制式处置将沉积物放入与附近水体隔离并且筑堤的洼地，进行卫生填埋利用建筑材料或者路基材料，以代替粘土美国将一些疏浚物用于修建码头、建造湿地、作为水泥添加物底泥中污染物可能造成二次污染原位修复利用生物—生态修复技术在原地直接吸收、降解污染物水下原位覆盖：通过在底泥表面铺放一层或多层清洁泥沙等天然矿物，使污染底泥与上层水体隔离，从而阻止底泥中污染物向水体迁移通过向水体底泥投放化学药剂，使表层底泥固化、稳定化，形成一个底泥覆盖层，阻止深部底泥中污染物向上迁移缺点是不能提高河道防洪排涝能力EPA底泥处置方式：来源：EPA,USASE.EvaluatingEnvironmentalEffectsofDredgedMaterialsManagementAlternatives_ATechnicalFramework,2004四、工程案例A河道及两条支流全长81.6km，自1965年改造后四十余年来一直是某城市南部区域主要工业废水、生活污水及污水处理厂尾水的排放通道。河道断面逐年减小，河底淤泥深达1~2米，沿河构筑物损坏严重且规模不足。D重污染河道治理工程—关键设计参数序号项目（mg/Kg）3493点上游3494点下游1氨氮1251242锌0.170.23总砷0.00480.00464总汞0.00340.00255生化需氧量246726悬浮物26287矿物油6.17.1四、工程案例657075808590135791113151719212325机械清淤含水率平均值D河道机械清淤含水率机械清淤平均含水率：83%100m试验段：两种清淤方法、三种脱水（风干、抽真空、机械脱水）方法100米总淤泥量为2866.5m375.0%80.0%85.0%90.0%95.0%12345678910检测项目含水率平均值D河道水力清淤含水率水力清淤平均含水率：90%D重污染河道治理工程四、工程案例D重污染河道治理工程不同清淤方式自然风干含水率变化分析y=-0.9953x+94.154050607080901000510152025303540day%水力清淤底泥自然风干脱水含水率变化y=-1.0326x+92.445405060708090100121722273237day%机械清淤底泥自然风干脱水含水率变化y=-0.6195x+92.47540.050.060.070.080.090.0100.0-5.010.015.020.025.030.035.0day%水力清淤抽真空方法含水率变化y=-0.5018x+89.6940.050.060.070.080.090.0100.010.015.020.025.030.035.0day%机械清淤抽真空方法含水率变化四、工程案例序号脱水方法时间（最低）含水率适于的清淤方法1自然风干13天70%机械2机械脱水时间短70%水力3抽真空池脱水32天70%水力4土工布袋脱水7天60%水力脱水方法比较自然风干：对于水力清淤，含水率从90%降到70%大约需要20天；对于机械清淤含水率从83.3%降到70%大约需要13天；抽真空脱水：对于水力清淤，含水率从90%降到70%大约需要32.3天；对于机械清淤含水率从83.3%降到70%大约需要26.5天。机械脱水：脱水后的沉积物含水率平均为73.2%,并且很难低于70%.D重污染河道治理工程四、工程案例D重污染河道治理工程80020003005001007505015004000100020002007501507382288248.21760306.4434365.5337.4182.3459445300173.957253700050010001500200025003000350040004500铜Cu锌Zn铅Pb镉Cd铁Fe锰Mn镍Ni砷As汞Hg园林用污泥中污染物控制标准与D河道软／硬泥中污染物平均值比较园林绿化用泥质标准（GB／T23486-2009）[酸性土壤pH6.5]园林绿化用泥质标准（GB／T23486-2009）[碱性土壤pH≧6.5]D河道原河道软泥10样本平均污染物含量（mg／Kg）D河道原河道硬泥10样本平均污染物含量（mg／Kg）结论：软泥样本平均值中，锌、镉的含量超过了园林绿化用泥质标准中酸性土壤的控制标准；软泥样本平均值中，镍、汞的含量，超过了园林绿化用泥质标准对酸性土壤和碱性土壤的控制标准；硬泥样本则无超标现象四、工程案例D重污染河道治理工程60080020003005001007505010001500400010002000200750150840.87382288248.21760306.4434365.5337.4182.349459445300173.957253700050010001500200025003000350040004500总铬Cr铜Cu锌Zn铅Pb镉Cd铁Fe锰Mn镍Ni砷As汞Hg土地改良用污泥中污染物控制标准与D河道软／硬泥中污染物平均值比较土地改良用泥质标准（GB／T23400-2009）[酸性土壤pH6.5]土地改良用泥质标准（GB／T23400-2009）[碱性土壤pH≧6.5]D河道软泥10样本平均污染物含量（mg／Kg）D河道硬泥10样本平均污染物含量（mg／Kg）结论：软泥样本平均值中，总镉、锌、镉的含量超过了土地改良用泥质对酸性土壤的控制标准；镍、汞的含量超过了土地改良用泥质标准对酸性土壤和碱性土壤的控制标准；硬泥样本则无超标现象四、工程案例D重污染河道治理工程10005001000100020020075150840.87382288248.2176306.4434365.533.74182.34945944530173.9572537005001000150020002500总铬Cr铜Cu锌Zn铅Pb镉Cd铁Fe锰Mn镍Ni砷As汞Hg农用污泥中污染物控制标准与D河道软／硬泥中污染物平均值比较农用污泥中污染物控制标准（GB4284-84）D河道原河道软泥10样本平均污染物含量（mg／Kg）D河道原河道硬泥10样本平均污染物含量（mg／Kg）为方便观察，做图数据进行适当调整，其中铁的实际数据为图中数据的100倍，汞、镉实际数据为图中数据的1/10结论：软泥样本平均值中，铜、锌、镍、汞的含量均超过农用污泥中污染物控制标准硬泥所有污染物并无超标现象四、工程案例D重污染河道治理工程我国规范将粘土的颗粒组成，一般分为三级：颗粒粒径小于0.005mm称为粘土级；粒径在0.005～0.05mm称为尘土或粉尘级；粒径大于0.05mm称为粉砂或砂土级。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%ZDHXZZSZXCWNLQZSZCHSHJT样品编号0.9～2mm0.3～0.9mm0.15～0.3mm0.1～0.15mm50～100μm20～50μm5～20μm＜5μmD河道底泥样品粒径分析结果（%）底泥的颗粒组成，对其填埋工艺中的堆积、固结、排水、渗透性等，都有很大影响。D河道底泥粒径分布基本上以细粒粘土为主，但随河段有一定变化，如：HSH和JT等河段底泥砂土成分就较高。沉积物土工性能四、工程案例D重污染河道治理工程01020304050607080901000.0010.0100.1001.000小于某粒径之土重百分数（%）粒径（mm）1#2#颗粒大小分布表单位：%粒径(mm)5-22-0.50.5-0.250.25-0.0750.075-0.050.05-0.0050.005备注1#0.00.00.37.212.374.35.9A点2#0.000.010.0818.1617.2556.58.0B点沉积物土工性能土中土粒的大小及其组成情况，称为土的颗粒级配。四、工程案例二S重污染湖泊治理工程污水湖于1976年4月开始接纳工业废水大部分是化工废水正式接纳经泵站提升，由地下管道输入的全区工业废水，待汛期可泄洪时，提闸放入河内，随同河水一并入海污水库的总面积约为256.67公顷，库内存量污水总量为239.99万立方米，污染的总泥量为299.38万立方米。S污水湖污水三维分布图污染调查+污染风险控制黑悬污泥和黑灰色泥三维分布图四、工程案例S重污染湖泊治理工程重点区域主要有西岸以及南岸的淤积区，从污水进口到出口的水流轴线上以400米为网格均布监测断面，共有18个位点，同时在可能污染的重点区域加设1-3个采样点；第一阶段重点监测其中的25个位点在污水库内以100米为间隔均布，设217个底质监测位点；S污水湖底泥调查点位图底泥监测布点方案四、工程案例S重污染湖泊治理工程S污水湖底质采样平台与采样器污水库底质采样点的水平定位采用GPS系统,定位精度准确到米。对采样点标识后，该点的底质采样工作即由采样平台（装备动力装置）上的专职底泥采样人员完成。底泥采样方案第二阶段：192个检测点，是在第一阶段监测结果的基础上，在所有位点，对第一阶段检出的重点污染项目进行监测，全面反映污水湖的污染状况第一阶段：25个采样点，采样深度4m；监测的主要目标是对底泥污染状况进行定性分析，摸清底泥主要污染物种类和分布状况；第一批底泥分析结果发现，污水湖底泥污染主要集中表层80cm左右的黑泥层，至1.5m处各点位基本可见到原状的粉砂质粘土层。分成两阶段四、工程案例S重污染湖泊治理工程黑悬污泥和黑灰色泥三维分布图发现污水湖底泥普遍具有十分明显的层序结构顶部为黑色粉砂粘质泥层——严重污染层厚度一般在1.3m－2.5m之间，总体呈黑色，以黏土质和细粉砂质的颗粒物为主，平均粒径在5－11μm之间，属于重壤土和轻粘土之间，有机质含量较高，有明显臭味。底部棕黄色泥层：以棕黄色自然沉积为主，含水量较低，在70％左右。绝大部分样点平均粒径在6－9μm之间，无异味。两层之间分界鲜明，未发现有明显的污染物过渡带层。对217个底泥钻孔的观察和分析结果：四、工程案例S重污染湖泊治理工程按照含水率的不同，该层可以从表征上又分为三个亚层：最上层为水溶胶亚层，该层为固液相的过渡带，含水率在98％以上，厚度在20－80cm之间，整体上随着水深的变化而变化，该层与水层存在明显的重叠，随着水体的受扰动程度不同而发生变化；中间为黑色絮凝亚层，该层位于水溶胶亚层以下，为厚重黑色絮状层，其厚度在20-60cm之间，平均含水率在90%左右；三个亚层中前两层具有一定的流动性，在扰动较大的情况下，可以随着水流进行迁移，容易向上扰动进入上层水体。顶部为黑色粉砂粘质泥层——严重污染层分层最下层为黑色粘土亚层，该层平均含水量85％左右，厚度在0.3—1.2m之间，以黑色黏土、粉砂及细砂沉积物为主；四、工程案例S重污染湖泊治理工程24-2百分比01234567020406080粒径百分比百分比24-2累计百分比020406080100120020406080粒径累计百分比累计百分比24-1百分比02468100102030405060粒径百分比百分比24-1累计百分比020406080100120020406