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专业生态清淤一体化方案

浏览人数:2524    日期:2015/1/5

    城市河湖清淤是个系统工程,需要综合考虑经济、技术和生态环境等因素,同时应选择适合的技术方法,并运用科学的实施策略。底泥中含有几十种重金属、有机污染物等有害物质,较大的影响了水质和水生态环境。夏季高温时污染底泥上翻浮于水面,造成水质恶化和水体视觉感官效果较差,成为阶段性的百姓投诉焦点。生态清淤作为近20年来发展起来的新兴技术,不仅能够降低底泥中的污染物浓度,还可为水生态系统的恢复创造条件。

一、城市河湖底泥生态清淤简介

1.1技术概述。

生态清淤对清淤工程有更高的要求,应尽量避免污染底泥的搅动和细分子颗粒物质的扩散。相对于一般清淤工程,生态清淤的特点主要有以下四点:一是为了防止挖泥过程中污染底泥扩散,对传统挖泥船进行改造,开发新型环保型绞刀头和防污屏等环保设备;二是在清淤船上配置全球定位仪、污染监视仪等仪器,以提高疏挖精度,避免漏挖与超挖;三是为避免对环境产生二次污染,对输排系统进行改造,减少输泥过程中的泄漏;四是在清淤基础上,采取多种措施兼顾修复水生生态系统的更高目标。

1.2清淤设备和淤泥处理

1.2.1生态清淤设备。

城市河湖靠近居民区,对降低噪音要求较高,为了确保周围建筑物的安全,应尽量减小对水体的扰动,河道内存在大量建筑垃圾、生活垃圾等杂物。这些特殊性对生态清淤的设备提出了更高的要求。常见的生态清淤设备有以下几种。旋挖式河道清淤船:生态环保绞吸船是整个生态环保清淤的关键技术,主要功能是通过搅动河底表层20cm-40cm的淤泥层,然后由污泥泵直接输送到污泥水池。其特点是体积小、功效高、性价比高,较适应城市中小河道的生态环保的清淤。新型多功能挖泥船:该船为多功能挖泥船,通过更换不同施工设备(环保螺旋绞刀、吸泥头、铲斗、耙具)可以实现环保绞吸施工、吸泥、反铲挖泥及水下垃圾收集。不同施工设备更换简便,挖泥施工摆动区域较大,能满足多种清淤施工方式要求。此外,螺旋绞刀本身对淤泥扰动小,绞刀周围再加装防护罩,通过调整绞刀角度可进行河道边坡挖泥施工。生态环保清淤船:一种多功能环保绞吸船以淤泥绞吸为主,集反铲清淤、抓斗清淤、耙子清理河道垃圾、打桩作业、清理水面油污等功能于一条船上,各功能在施工作业时可以相互转换,不同作业方式之间可以进行切换。其机动灵活和应用范围的广泛性,特别适用于城市内陆河湖水环境综合治理。

1.2.2生态疏浚后淤泥处理。

吸除的底泥一般是带水的粒状或絮状物质,结构疏松,体积庞大,含水率较高。底泥处置以减量化、无害化和资源化为原则,目前底泥处置的方式主要有以下几种:综合利用(堆肥、焚烧利用、制造建筑材料等)、填埋等。国内淤泥脱水一般采用自然干化、机械脱水、污泥烘干及焚烧等方式处理,脱水所需设备有真空压滤机、板框压滤机、带式过滤机及离心脱水机等。国外发达国家比较重视城市环保清淤和淤泥的脱水处理,其脱水方式主要有中固化处理、分级压榨脱水、移动式连续脱水、高压脱水等[1]。

二、城市河湖生态清淤国内外研究动态

2.1国外研究进展。

国外普遍采用“绞吸挖泥+机械脱水”方式,不占用土地资源,处理效率高,综合成本低。如日本开发了奥村式底泥连续脱水系统,采用轴式脱水机与绞吸船相衔接进行连续的清淤脱水作业。德国Bellmer我司在此项技术上处于国际领先水平,对河湖的机械化清淤脱水已有30多年的工程经验。目前,国外的生态疏浚主要以去除河流、浅水湖库和港湾的重金属及PCBs等持久性有机污染物为目的[3,4]。据美国陆军工程兵团(USACOE)统计,在美国,每年从400多个港口和2.5万英里的航道疏浚出约129万m3淤泥。疏浚对鸟类、牡蛎、大螯虾、鱼类和水生植物的影响等均被研究过,而这些研究中也包括了对环境的影响如底栖物种数量的减少、浊度的增加、初级生产力的降低、沉积物痕量金属的生物利用度的提高。M.A.Lewis等人研究发现,清淤对表层水的pH、溶解氧和温度的影响是微不足道的,但在几个监测站点光合有效辐射降低了。Ruley等认为湖泊疏浚后经过较长时期,底泥中的磷释放会恢复到以前的水平,水质重新恶化。

2.2国内研究进展。

生态清淤技术在我国已经开始采用,并取得了一定的成果。滇池草海、广西省南宁市对南湖、西安兴庆湖、南京玄武湖、安徽巢湖、太湖五里湖湖区、上海市苏州河等相继开展了生态清淤工作,为清淤事业的开展积累了重要的理论和实践基础。国内对生态清淤的开展,集中在对生态清淤设备和城市特殊条件下淤泥减量化处理设备的研发,力求通过技术的进一步精细化,使得生态清淤技术得以大力推广。

污染底泥清除后,去除了向上覆水体持续供应营养盐的基础,为底栖动物创造了一个污染程度较轻的环境,从长远看,将有助于底栖生物的自我恢复和群落多样性的提高。底栖动物的种类、丰度、群落状况和生物量的恢复虽然需要较长时间,但总体朝优化的方向发展,其变化程度和变化规律受底泥环境状况、清淤深度、清淤季节等多方面的影响。

清淤可以削减内源污染而被认为是治理河湖的一种重要措施,通过去除污染底泥,可以增大河湖容量,减少河湖内氮、磷等营养盐的总负荷。王栋等对水体的物理、化学特性以及原位培养的生物体内抗氧化系统的变化等方面进行了检测,对生态清淤后太湖五里湖湖区生态环境的变化进行了研究,表明总磷和溶解磷含量比疏浚前下降10%-25%左右,叶绿素a含量下降40%左右,其它水质理化参数保持正常。朱敏等对南京玄武湖清淤前后TP、TN、有机质含量及7种重金属的含量进行了检测,对于受富营养化和重金属污染后开展截污治理的湖泊,清淤只能在短期内降低底泥中的营养盐和重金属含量,由于水土界面受到扰动,原有的生态系统遭受破坏,底泥中的污染物分解速率降低,营养盐和有机质含量回复甚至超过原有的污染水平。濮培民等认为清淤对水质的影响效果可能受到河湖点源污染等因素的影响,无法根本上解决水体富营养化问题,因此水质问题仍需进一步采用生态措施,在清淤的同时控制废污水的排放。

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