太湖清淤二次污染对策.doc

环保清淤施工中退水污染控制沈建国 朱伟1、江阴市水利工程公司，2、无锡市水利重点工程建设管理处，江苏 无锡摘要：环保挖泥船输送的淤泥，在堆泥场自然沉淀分离出的水中尚含有大量悬浮淤泥颗粒，在经堆泥场退水口汇入清淤的河、湖纳水体时，造成再次污染，通过太湖清淤大量实验，对退水实施物理、化学、综合采取措施，最终达到国家规定排放标准。关键词：绞吸式挖泥船；退水；絮凝剂；悬浮物SS。前 言2007年5月25日太湖无锡水域暴发大面积蓝藻水华后 ，无锡市全面组织实施以整治水环境、遏制水污染、保护水资源、重建水生态为目标的“6699”行动。其中，湖底淤泥清除纳入了生态修复的重要内容。清淤实施选择的施工机械是环保绞吸式挖泥船，该机械特性是，清淤速度快、淤泥输运距离远，致命的缺点是在切削淤泥、淤泥液化输送、淤泥进入堆泥场沉淀、液化水经退水口重返纳水体的过程中，每道工序均为产生混泥（悬浮淤泥颗粒），污染湖水。一、 环保清淤施工方式简介1、环保型绞吸船施工环保绞吸船清淤施工是通过机械方式清除湖底表层含富营养物质的底泥以及悬浮于底泥表面的浮泥，清淤设备通常为环保型“海狸”绞吸式挖泥船。每艘挖泥船配套一条输泥管线，排泥管线自环保型绞吸船尾部通过水面浮筒或水下潜管布设到堆泥场，对于荷兰IHC公司 1200“海狸” 环保绞吸式挖泥船标准排距在2000米不设接力泵船，2000米以上，每超2000米管道串接一艘泵船。环保绞吸挖泥船清淤的原则是，在每一个片区采取分条、分段疏浚的方法。在清淤片区上按条状划分，分区分块顺序开挖。挖泥船定位采用对称钢桩定位方法，施工采取左右横移开挖法。2、堆泥场与沉淀池堆泥场是存放湖底清出的淤泥的区域，由土围堰填筑而成，四周闭封。沉淀池是淤泥进入堆泥场与退水排入湖水的中间体，形式与堆泥场相同，容积仅为堆泥场的1/31/5，堆泥场与沉淀池间设隔水溢流堰联通，堆泥场的退水经溢流堰进入沉淀池，尾水经沉淀池排入纳水体（湖面）。二、清淤施工中污染源产生过程环保型绞吸式挖船清淤施工，污染产生主要来源于以下几方面，（1）、作业污染：绞刀切削淤泥层挠动淤泥，使淤泥随水体液化，液化的淤泥由水底向水面扩散，污染湖水；（2）、输送污染：排泥管线布置在水面或水下，输送淤泥过程中，淤泥在管道中渗漏进入湖中水体，该情况分二种，一为、排泥管线钢管与钢管法兰联接处密封不严或密封没有达到大于输泥内压要求；二为、排泥管线钢管长期使用，钢管底部磨损，导致钢管出现孔洞；（3）、退水污染：堆放淤泥的堆泥场退水未经充分沉淀，尚含一定浓度的悬浮淤泥颗粒及重金属微粒，直接进入纳水体污染水体，俗称退水污染。以上三种污染前两种采取相应的人为措施可以减小或避免污染产生。（1）切削淤泥产生污染：、环保绞刀可以选用IHC公司的专利产品，鼠笼式防扩散罩，施工作业时对淤泥的扰动幅度较小，疏浚过程中也基本无淤泥洒漏现象，底泥被松动后即被泥泵强大的吸力吸入管道，阻止了淤泥的再悬浮。、在绞刀头后端安装角度传感器、混浊度检测仪，根据角度传感器、混浊度传感器显示器上显示数值，控制绞刀的横移速度和桥梁的下放深度，以使绞刀头周围水质的浑浊度满足施工要求等。（2）针对排泥管线在水面或水下渗漏产生的污染：、在管道组装时，法兰口的螺栓连接采用风动扳手紧固,保证螺栓的受力均匀,管道组装完后清水或空气预压检测接口密封情况。 、不使用磨损程度严重的输泥管作潜管。（3）退水污染：清淤施工时，绞吸式挖泥船将湖底清理的淤泥与湖水混合，以1030%含固率经过管道输送至排泥场，淤泥浆在排泥场沉淀分离， 9070%水量从泥浆中分离退入附近水体。当排泥场无富余水深或一次性纳水容量受限时，退水口将以进入排泥场相同含泥浓度重返附近河流或湖泊纳水体。当余水中含有浓度较高的SS和其他污染物进入受纳水体后迁移扩散，形成湖水二次污染。污染源为悬浮物SS、氮N、磷P。四、退水污染处理1、退水排放标准国内已有的疏浚工程实践和排泥场余水水质监测结论显示，泥浆在排泥场内不经过一定时间，大部分不会沉淀，一般退水口余水有机指标基本不能满足污水综合排放一级或二级标准，对周围受纳水体的地表水环境质量会有造成影响。目前我国环保疏浚工程尚缺乏余水排放的控制指标，水利部疏浚工程施工技术规范（SL17-90），规定排泥场排出水流的泥浆浓度应不超过挖泥船设计泥浆浓度的10%，交通部疏浚工程技术规范（TJT319-99），只提出了重视环境保护的原则要求，没有具体控制标准。根据有关工程的经验和国内疏浚施工技术水平，同时参考污水综合排放标准（GB89781996）有关控制标准的要求，太湖生态清淤余水SS的控制标准拟定为不超过150mg/L。2、提高水容率物理处理法物理处理法主要利用颗粒物的自然沉降特性，通过控制疏浚余水停留时间、泥水界面距水面有效水深、流速等达到去除SS及其它污染物的目的。物理处理法涉及到挖泥船型号、堆泥场容积、退水口的形式、退水口水流流速、堆泥场富余水深、淤泥的性质等具体参数。经过多年的数据积累，我们总结出在淤泥的性质一定时上述所有参数均与两个关键数据相关，即为挖泥船型号、堆泥场水容量（泥水界面距水面有效水深），在泥浆浓度、吹泥流量不变情况下，堆泥场水容量不变，SS也为定值。而在实际疏浚吹泥的初期和中期、后期，水容量是递减的变量，SS与水容积L的关系曲线为下图。实际中，随着施工时间进展，排泥场泥面逐渐升高，水容量随之变小，施工初期、中期调节抬高退水口高程，保持一定富余水深来保证水容量，在施工中后期水容量快速衰减，退水口再也不能抬高时，余水采用化学处理方法。物理处理法具有工艺简单可靠、经济有效、处理量大等特点，是目前排泥场余水处理普遍采用的方法，但要有足够容量的堆泥场。3、投加外加剂（化学处理法）：（1）投加条件：排泥场使用后期由于水深变浅，泥浆水停留时间缩短，且排泥场过水断面变小，容易造成沉底颗粒再悬浮，处理效果降低。为了避免沉淀底部的污泥再悬浮，建议适当减小后期吹泥流量，并且在出水口处设置实时监测点监测SS浓度变化，若有SS超出150 mg/L控制标准，加入絮凝剂去除悬浮物，避免余水污染事件发生。（2）投加原料：向余水中按比例投加一定剂量的絮凝剂，通过絮凝沉淀，使余水达标排放的方法。常用的絮凝剂有铝盐、铁盐和高分子化合物等。特点是见效较快，但经济性差。利用絮凝剂处理余水，需根据不同疏浚底泥特性，试验选择絮凝剂。（太湖清淤絮凝剂选用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺）。（3）投加方式：絮凝剂投入至沉淀池，沉淀池位置设在退水口尾端，溢流堰退水口泄水畅口堰下游，埋管式退水中出水口外侧；沉淀池大小一般设计为排泥场容积的1/101/15，在SS浓度指标临界时使用；絮凝剂在流量控制器自动投入至排泥场堰顶退水中，随流堰顶纹流均匀进入沉淀池。（4）投入比例：絮凝剂投入量与SS浓度成正比增加。2、 物理、化学结合综合处理法物理+化学处理法主要是前期利用排泥场的较大沉淀条件进行物理处理，后期当排泥场的条件不能满足物理处理要求，出水水质恶化时采用加投化学混凝剂处理的方法提高出水水质。采用了物理+化学处理法，可以降低铝盐、铁盐和高分子化合物投放数量，从而对减少水环境的影响风险，达标排放SS的控制标准不超过150mg/L。五、综合效果测评清淤期间，排泥场的余水排放平均强度约为2.74万m3/d，经过物理、化学及综合三种措施处理，余水通过周边水系间接排入太湖，由江苏省水环境监测中心随机水质监测数据反映，从一级退水口至三级入湖口，SS、COD、TP、TN排放全部达标， 50m水域范围内的水环境略有影响， 200m范围水域已没有影响。三级入湖口监测数据最高值统计如下。水质监测数据表堆场名称采样日期悬浮物化学需氧量总氮总磷一级水口三级入湖口一级水口三级入湖口一级水口三级入湖口一级水口三级入湖口白2#2009.3.23320116175.580.070白3#2009.4.30318135265.80.244吴1#2009.3.2633014175吴2#2009.4.142989831.68.670.354孔湾2009.130838.132.64.73.420.2680.074国家标准二级指标150120250.1六、结 语随着创建城乡宜居生活环境的需要