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            中小型湖泊環保清淤技術探討

            來源:環保新聞網|上海市環境保護產業協會(滬環協)官方網 作者:環保新聞網|上海市環境保護產業協會(滬環協)官方網 發布時間:2012-01-03 查看次數:1398

            1 工程概況

            南蕩漾位于湖州市東部新區的核心區—西山生態景區東南部,湖泊范圍東起經五路,西至西山漾,南至緯二路,北至水城路,水面面積2.5km2。經過多年自然淤積及養殖沉積,湖泊內存在大量的污染底泥,高溫季節對水質形成嚴重的影響,致使藍藻頻發。本次設計通過清淤消除內在污染源,促使水系暢通,還湖泊清潔,改善水質,促進水生生物的繁衍、改善生態系統。

            2 清淤標準及要求

            本工程清淤標準為:以清除漾內污染底泥為主,消除湖泊水體富營養化狀態,促進湖泊水環境的良性循環。

            污染底泥清淤工程是一個環保、生態的系統工程,其本身需要結合淤泥環保開挖技術、淤泥環保輸送技術、平面及深度控制技術、余水環保處理技術等。本工程實施過程中還需要滿足以下要求:

            (1)環保性

            以生態清淤為目的,注重成效,重視對挖掘工藝和措施的選擇,注重生產過程對水環境、聲環境、周邊環境的影響,做到環保清淤,綠色施工。

            (2)安全性

            以安全施工為前提,確保施工不干擾周邊環境,減小安全隱患。

            (3)經濟性

            本工程選用的方案及設備應在滿足有效地清除污染底泥、環保施工的前提下,做到投資最小。

            3 施工方案

            湖泊生態清淤工程不同于一般疏浚,它是一種工程、環境、生態相結合的修復技術,具有系統化施工的特點。在施工過程中包含底泥開挖、底泥運輸、底泥處置和余水處理等主要技術環節,各個技術環節上可供選擇的技術方法較多。由于南蕩漾采用斷水作業,目前國內在斷水清淤環節上有挖掘機干挖和水力沖挖兩種技術方法,通過對組成清淤系統工藝的各個技術環節進行方案比選和經濟性比較,選擇最佳施工方案。

            方案1:挖掘機干挖,汽車運輸至棄土場

            設計在南蕩漾內以湖中老塘埂作為分界線,分為東西兩個施工區進行開挖。施工時首先在與外界相通處修筑施工圍堰,圍堰必須滿足安全、防滲及防汛的要求,之后再抽干湖水,對湖床進行晾曬,待淤泥層曬干后采用長臂挖機分區、分塊進行開挖。采用本方案清淤的優缺點如下:

            優點:開挖直觀,清淤徹底,棄土場尾水較少,簡單處理后可直接排放。

            缺點:需排干湖水,排水量很大;而且湖床淤泥層厚度為1.5m左右,淤泥曬干需要一年以上時間,且時間受氣候影響較大;湖水排干后,岸坡易失穩坍塌;湖區內地質條件差,且可能存在老河道,挖機施工中容易陷車;同時為滿足淤泥運輸,需修筑大量的臨時施工道路,完工后還需挖除,很不經濟;汽車運輸流量大,現場作業場面狹小,工作效率低,而且在項目實施過程中,投入的開挖及運輸設備數量繁多,噪聲大,與周邊環境不協調,也不安全;運輸過程將對周邊環境造成破壞,尤其對道路破壞嚴重。

            方案2:水力沖挖

            設計在南蕩漾內以湖中老塘埂作為分界線,分為東西兩個施工區進行開挖。施工時首先在與外界相通處修筑施工圍堰,圍堰必須滿足安全、防滲及防汛的要求,之后再抽干湖水,采用水力沖挖機組沖挖淤泥,沖挖后的淤泥通過小口徑軟管輸送入接力池內,再通過大功率輸送泵將淤泥輸送至棄土場。采用本方案清淤的優缺點如下:

            優點:開挖直觀,清淤較徹底,施工也較安全。

            缺點:需排干湖水,排水量很大;湖水排干后,岸坡易失穩坍塌;分塊交叉施工,以保證水泵能就近抽取足夠水量進行沖挖,需修筑大范圍的臨時圍堰,使投資增加;施工用電量很大,僅依靠柴油機自發電很難滿足,需全區架設電網電,政策處理難度增加;生產效率低,輸送距離短,施工成本高,且工期易受天氣影響;經測算,一套PL-250水力沖挖機組月產量約8000m3,有效排距約600m。

            各清淤方案比較表

            方案 挖掘機干挖,汽車運輸至棄土場 水力沖挖

            施工方式 挖掘機干挖,汽車運輸。 水力沖挖,管道輸泥。

            安全評價 易陷車,噪音大,不安全。 設備多,干擾大。

            工期評價 工期較長且難以保證,受氣候影響大,需投入大量設備 工期受氣候影響較大,投入設備數量大。

            質量評價 能有效清除淤泥 能有效清除淤泥

            環保評價 干湖對環境影響面大,汽車運輸流量大,噪音大;與周邊環境不協調,余水處理量小。 干湖對環境影響面大,設備多,噪音較小。

            經綜合比較,并結合類似工程經驗,本工程選用方案2:水力沖挖施工方法。

            4 尾水處理方案

            采用水力沖挖的施工方案,棄土場內有大量尾水排出,為消除環境污染,尾水必須經過處理后才能達標排放。

            方案1:物理干預

            湖區沖挖的淤泥吹填入棄土場后要排出大量的尾水,由于尾水中夾帶大量的淤泥質顆粒,直接排放會污染附近河道。工程中通常采用物理干預處理的方法,即通過格埂干預、退水口退水高程調節進行控制,利用堆場空間最大程度實現淤泥的自然沉淀,以降低尾水中的SS值(固體懸浮物顆粒含量指標),SS值一般可控制在500~1000mg/L。但實際工程中常由于棄土場容量不夠大,沉淀空間不足,尾水的SS值往往會成倍上升,特別在棄土場吹填后期富余空間變小,吹填中的淤泥會隨尾水直排,SS值含量根本無法控制。因此,如果本工程僅采用物理方法進行尾水處理,將難以滿足環保要求,造成對河道的二次污染。

            方案2:物理干預結合藥劑投放

            為較好解決本工程棄土場尾水二次污染問題,設計在物理干預的同時對尾水進行藥劑投放處理。施工時在棄土場附近設置一個沉淀池,布設二級退水口,在棄土場尾水進入沉淀池的一級退水口處布設專用的尾水處理裝置。尾水處理裝置由溶藥儲藥罐、藥劑添加計量裝置、攪拌機和自動控制系統等組成,可根據尾水SS值實施對超標余水的混凝劑(該混凝劑已在多個工程上使用,經環保部門檢測,對水體無污染,不含對養殖、取水等造成影響)變量投放處理。

            混凝劑原理是在混凝過程中加入帶正電的混凝劑來中和尾水中淤泥質顆粒表面的負電,使顆!懊摲”,顆粒間通過碰撞、表面吸附等作用,互相結合變大,促進顆粒沉淀和泥水分離,經處理后的尾水SS值含量可控制在100~150mg/L以內。目前該方法已在寧波東錢湖清淤、溧陽天目湖生態清淤、太湖生態清淤等工程實踐中運用,并取得了較好的效果。

            尾水處理方案比較表

            方案 物理干預 物理干預結合藥劑投放

            優點 利用棄土場自身條件進行簡單處理,工藝簡單。 尾水處理效果好,利于水土保持,可有效避免水環境污染。

            缺點 尾水處理效果較差,棄土場容量不足時,沖填的淤泥會隨尾水大量直排,造成環境污染,后期無法正常連續施工,并將增加大量的格埂修筑費用。同時會對周邊養殖及河道造成污染,政策處理費用大。 需額外增加藥劑處理費用,但可減少格埂修筑數量。

            技術指標 前期SS值可基本控制在1000mg/L以內。 SS值可長期控制在100mg/L以內。

            經濟評價 難以計算,特別是對周邊養殖及河道造成的損失難以計算。 約3元/m3。

            經綜合比較,并結合類似工程經驗,本工程選用方案2:物理干預結合藥劑投放處理方案。

            5 結語

            目前,我國經濟正處在高速增長期,人們在分享經濟增長帶來的成果、便利的同時,各種環境問題也隨之出現。城市中小型湖泊作為作為一個城市的“綠肺”,對改善城市水環境起著尤其明顯的作用。但由于湖泊的多年自然淤積,造成水體富營養化,嚴重影響水質及魚類等的生長繁殖,水環境遭到了嚴重破壞。為改善這種狀況,對湖泊進行清淤成為必然的手段。

            本文就湖州市南蕩漾環保清淤的工程實例,提出了一個行之有效的施工和尾水處理方法,實踐證明,該方法是成功的,其經驗可供其他類似中小型湖泊環保清淤時提供借鑒和參考。

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