中小河道清淤与淤泥处理技术的未来方向探索
淤泥资源化利用技术上述提及的淤泥固化、干化、土壤化等技术,均属于淤泥资源化利用的重要手段,它们能够将废弃的淤泥转化为有价值的资源,实现循环利用。此外,淤泥的资源化利用还包括热处理方法,这种方法通过加热和烧结将淤泥转化为建筑材料。具体而言,烧结技术是在~℃的温度下,使淤泥脱水、有机成分分解并促进粒子间的黏结,从而制得砖或水泥。而熔融技术则是在~℃的高温下,使淤泥中的无机矿物熔化,进而通过冷却处理制成陶粒。目前,热处理技术在国内外都已得到广泛研究,技术相对成熟。热处理技术虽然能将淤泥转化为高附加值的产品,但其处理能力有限。例如,普通制砖厂一年仅能消耗5万立方米淤泥,远不足以应对我国当前疏浚淤泥的巨大产生量。从大规模产业化的角度来看,固化、干化、土壤化等淤泥资源化利用技术更具发展潜力。若能与堆场处理技术相结合,这些技术将能更有效地发挥其效益。此外,随着社会对生态环境保护的日益重视,城市和农村的河道清淤和疏浚工程将越来越多。这些工程会产生大量淤泥,占用大量堆场,因此对清淤技术和淤泥处理处置技术提出了新的挑战。为了应对这些挑战,我们需要不断探索和发展新的清淤技术和淤泥处理处置技术。
高浓度原位环保清淤技术。鉴于当前主流环保清淤方法所产出的淤泥浓度仅约5%20%,且水分子的体积显著大于土颗粒,导致清淤泥浆的体积约为颗粒的45倍,进而需要大面积的堆场进行存储,这成为许多清淤工程面临的难题。高浓度原位环保清淤技术则能有效降低清淤过程中的泥浆增容率,通过中间输送环节降低泥浆含水率,直接将淤泥转化为适用于填土的土质材料。因此,该技术不仅有助于节约土地资源,还能降低整体清淤及淤泥处理的成本,预示着其未来的重要发展潜力。
堆场淤泥快速排水技术。当前,内河清淤产生的淤泥大多在堆场中堆放。经过地基处理的堆场淤泥,可转化为建设、景观或农田利用的土地资源。然而,由于淤泥黏粒含量高、透水性差,其自重固结需要较长时间,且固结后的强度较低。因此,如何实现淤泥的快速排水固结成为了亟待解决的问题。
传统的软黏土地基处理方法,如真空预压法和堆载预压法,在淤泥处理中往往效果不佳。这主要是因为淤泥含水率极高,处于流动状态,颗粒间的有效应力很低。在高压抽真空条件下,淤泥颗粒会与间隙水一同流动,导致排水板淤堵,无法有效排水。
为了解决这一问题,堆场淤泥快速排水技术被提出。该技术通过在淤泥内铺设多层多排水平排水通道,形成高密度泥下排水网络。这些排水通道与地面密封的水平排水管相连,再与射流排水装置连接进行抽气抽水,从而加快淤泥的排水速度。
目前,这一技术尚处于探索初期阶段,其关键问题包括如何优化排水通道的设计、提高排水效率以及防止排水板淤堵等。中小河道和农村河道的清淤工程不仅涉及“疏通”功能保障,还承担着改善河道水质、促进生态系统健康和提升河道景观等多重任务。因此,在清淤过程中必须充分考虑这些“多目的”特征,选择合适的清淤技术和工艺。对于工程量小、大型船只通行困难且清淤对象性质复杂的中小河道和农村河道,简易而实用的清淤技术往往更为适宜。在无法排干清淤的情况下,改进的小型泵吸式或绞吸式清淤船可能成为一种有效的选择。农村地区因其低洼地带和周转土地的独特条件,在淤泥处理上应遵循因地制宜的原则。将淤泥堆放在低洼地带,经过一定时间后,其逐渐转化为可利用的土地资源。对于无重金属污染的淤泥,可直接还田利用,而经过简单处理的淤泥则可作为河堤加固或道路铺设的填土,这些方法都非常适合农村地区。
当前,多数清淤新技术和新方法都是针对大规模工程和城市地区开发的。然而,对于中小河道和农村地带的清淤工程,设备的适用性仍需进一步的研究和改进。