河湖淤泥无害化资源化处理处置技术PDF电子书下载

1 河湖淤泥污染及治理现状 1

1.1 河流污染现状 1

1.1.1 长江三角洲水系污染现状 1

1.1.2 珠江三角洲水系污染现状 2

1.2 湖泊底泥污染及修复 3

1.3 河湖底泥治理原则与现状 4

2 河湖淤泥的形成及特性 6

2.1 河湖淤泥的来源 6

2.2 河湖淤泥的成因 6

2.2.1 自然淤泥的成因 6

2.2.2 人工淤泥的成因 6

2.3 河湖淤泥的特性 7

2.3.1 河湖淤泥的工程特性 7

2.3.2 受污河湖淤泥特性变化 7

2.4 河湖淤泥的污染机理 8

2.4.1 底泥耗氧 8

2.4.2 底泥污染物释放 9

3 河湖底泥中水分的存在形式 12

3.1 底泥中水的存在形式 12

3.1.1 间隙水 12

3.1.2 毛细结合水 13

3.1.3 表面黏附水 15

3.1.4 内部水 15

3.2 底泥体积、重量及所含固体物浓度之间的关系 16

4 淤泥调理脱水机理研究 17

4.1 布朗运动 18

4.2 重力的作用 19

4.3 高含水淤泥絮凝 19

4.3.1 絮凝剂的作用机理 19

4.3.2 影响絮凝效果的因素 22

5 河湖受污染底泥重金属 24

5.1 底泥重金属的评价分析方法 24

5.1.1 地累积指数Igeo（Index of Geoaccumulation）法 24

5.1.2 底泥富集系数SEF（Sediment Enrichment Factor）法 25

5.1.3 次生相富集系数PEF（Phase Enrichment Factor）法 25

5.1.4 潜在生态危害指数法（RI） 25

5.1.5 次生相与原生相分布比值法（RSP） 26

5.1.6 水体底泥重金属质量基准SQC法 26

5.1.7 脸谱图法 27

5.1.8 回归过量分析（REA）法 27

5.1.9 间隙水和上覆水法 28

5.1.10 多因子综合评价方法（内梅罗污染指数法） 28

5.2 重金属的迁移转化 28

5.2.1 重金属的存在形态 28

5.2.2 重金属迁移转化 29

5.2.3 重金属迁移转化的基本方程 32

5.2.4 紊流扩散的基本方程 33

5.2.5 重金属随水-悬浮物-底泥迁移转化耦合模型 34

5.2.6 重金属迁移转化的影响因素 36

5.3 重金属的稳定-固化机理 37

5.3.1 磷酸盐稳定-固结机理 37

5.3.2 GBR固化剂以及其他固化材料稳定固化机理 39

5.3.3 固化剂发展及应用 41

5.4 重金属污染的生态效应 45

5.4.1 对水生植物的影响 45

5.4.2 对水生动物的影响 46

5.4.3 对人体健康的危害 46

6 河湖底泥的修复技术 47

6.1 河水絮凝 47

6.2 原位治理技术 48

6.2.1 河道曝气 48

6.2.2 引水冲污 48

6.2.3 遮蔽技术 49

6.2.4 底泥原位修复 49

6.2.5 原位生物处理技术 49

6.2.6 生物强化技术 50

6.2.7 水生植物修复 50

6.2.8 生物—生态修复 51

6.3 异位修复技术 51

7 环保清淤 53

7.1 传统清淤存在的问题 53

7.1.1 淤泥清出方式方法的局限性 53

7.1.2 清出淤泥增量问题 53

7.1.3 清出泥浆处理的局限性 54

7.1.4 处置清除泥浆的局限性 54

7.1.5 淤泥产品资源化利用的局限性 54

7.1.6 经济发达地区治淤的局限性 54

7.2 环保清淤的意义 54

7.3 环保清淤的要求 55

7.4 环保疏浚的方法与分析 56

7.4.1 抓斗、链斗挖泥船清淤 56

7.4.2 绞吸、斗轮式挖泥船清淤 56

7.4.3 水力冲挖机组清淤 60

7.4.4 环保气力泵 61

7.5 环保疏浚淤泥的后处理要求 62

8 国内外淤泥处理处置方法 64

8.1 国内外淤泥脱水方法研究 64

8.1.1 自然脱水干燥法 64

8.1.2 真空预压脱水法 64

8.1.3 土工管袋法 65

8.1.4 机械脱水法 66

8.2 国内外淤泥固化方法研究 67

8.2.1 国内外关于淤泥固化剂的研制 68

8.2.2 国内外关于淤泥固化工艺研究 69

8.2.3 国内外关于淤泥固化技术的应用实例 69

9 板框机脱水固结一体化技术 71

9.1 板框机脱水固化一体化技术工艺 71

9.1.1 工艺流程 71

9.1.2 工艺特点 72

9.2 板框脱水固结工艺设计 74

9.2.1 设备系统 74

9.2.2 主要构筑物 75

10 带式机脱水固结一体化技术 78

10.1 带式机脱水固结一体化技术工艺 78

10.1.1 工艺流程 78

10.1.2 淤泥机械脱水主要设备简介 79

10.2 植毛带式底泥脱水机的核心技术 81

10.3 本方案与国内现行方案对比 84

10.4 脱水船方案 85

10.4.1 脱水船方案描述 85

10.4.2 脱水船工艺流程 85

10.4.3 脱水船方案工程内容 85

10.4.4 河道疏浚方案比较 93

10.5 工艺特点 93

11 管道搅拌脱水固结一体化技术 95

11.1 管道搅拌脱水固结一体化技术工艺 95

11.1.1 工艺技术路线 95

11.1.2 工艺流程介绍 97

11.2 管道搅拌固化的工艺特点 98

11.3 河道淤泥处置目标 98

11.4 管道搅拌固化技术设备系统 99

12 河湖淤泥资源化利用 103

12.1 淤泥资源化技术工艺 103

12.2 综合利用 103

12.3 填埋 105

12.4 淤泥处置方案的优缺点 106

13 河湖淤泥无害化资源化效益分析 107

13.1 经济效益评估 107

13.1.1 评估指标与方法选择 107

13.1.2 经济效益 107

13.2 生态环境效益评估 108

13.2.1 评估指标与方法选择 108

13.2.2 直接效益评估 108

13.2.3 间接效益评估 108

13.3 社会效益评估 109

13.3.1 评估指标与方法选择 109

13.3.2 生命支持效益 109

13.3.3 发展支持效益 110

13.3.4 社会总效益 110

13.4 河湖淤泥无害化，资源化的总效益 110

附件一 城市河道淤泥无害化资源化固化处理技术研究 112

前言 112

1 概况 113

1.1 项目技术研究背景 113

1.1.1 广州市的河道及淤泥概况 113

1.1.2 广州市河道淤泥对社会经济的影响 115

1.1.3 广州市河道淤泥对环境生态和人居生活的影响 115

1.1.4 广州市河道淤泥处置情况 116

1.1.5 广州市河道淤泥处置存在的问题 116

1.2 项目技术研究的必要性和意义 116

1.2.1 项目技术研究的必要性 116

1.2.2 项目技术研究的意义 117

1.3 编制依据 118

1.3.1 法律、法规及有关规定 118

1.3.2 技术标准和技术规范 118

2 国内外淤泥固化技术的发展状况 119

2.1 国内外关于淤泥固化技术研究 119

2.2 国内外关于淤泥固化剂的研制 120

2.3 固化机理研究 122

2.3.1 水泥加固土原理 122

2.3.2 石灰加固土原理 124

2.3.3 粉煤灰加固土原理 125

2.3.4 硅粉（SF）加固土原理 125

2.3.5 沥青加固土原理 125

2.3.6 水玻璃加固土原理 125

2.3.7 高分子类固化剂加固土原理 126

2.3.8 工业废料类固化土机理 126

2.3.9 新型复合类土壤固化剂固化土原理 126

2.4 淤泥固化土强度影响因素分析 126

2.5 国内外关于淤泥固化工艺研究 129

2.6 国内外关于淤泥固化技术的应用实例 129

3 项目技术研究的内容、技术路线和关键技术 130

3.1 项目技术研究的内容 130

3.1.1 广州市河道淤泥的定性分析 130

3.1.2 广州市河道淤泥的疏浚、预处理技术 131

3.1.3 淤泥固化前的性能调理研究 131

3.1.4 河道淤泥固化试验及新型固化剂研发 131

3.1.5 河道淤泥固化工艺及流程研究 131

3.1.6 固化剂固化淤泥的成套设备系统 132

3.1.7 河道淤泥固化效果的评价 132

3.1.8 推广应用固化剂固化淤泥的技术经济分析 132

3.2 项目技术研究的技术路线 132

3.3 项目技术研究的关键技术 132

4 广州市河道淤泥的定性分析 134

4.1 广州市典型河道淤泥自然性态研究 134

4.2 广州市河道淤泥成分的复杂性查勘 135

4.2.1 广州市河道淤泥污染情况分析及定性 135

4.2.2 广州市河道淤泥重金属分布规律 142

5 广州市河道淤泥的疏浚与预处理 142

5.1 河道淤泥的疏浚 142

5.2 淤泥的预处理 143

5.3 淤泥预处置设施及排水沉淀净化的研究 143

5.3.1 淤泥物理组成总体状况 143

5.3.2 储泥池淤泥沉沙计算 145

5.4 淤泥脱水前的调理技术研究 147

6 河道淤泥固化试验及新型固结剂研发 149

6.1 备选固化剂固化淤泥的试验研究 149

6.1.1 备选固化剂淤泥固化体的强度试验研究 149

6.1.2 备选固化剂的淤泥固化体浸出试验研究 149

6.2 淤泥土干化试验研究 150

6.3 淤泥固化土pH值检测研究 151

6.3.1 不同检测方法对pH值检测结果的影响 156

6.3.2 风干过程中pH值随时间变化关系 157

6.3.3 淤泥固化土pH值随深度变化关系 158

6.3.4 疏浚淤泥固化机理及其对pH值检测的影响 159

6.3.5 二氧化碳的平衡系统对pH值的影响 159

6.3.6 结论 160

6.4 新型固化剂的研发 160

7 城市河道淤泥固化工艺及流程研究 163

7.1 城市河道淤泥的疏浚工艺 163

7.2 城市河道淤泥的预处理工艺研究 163

7.3 城市河道淤泥固化工艺技术研究 163

8 城市河道淤泥固化技术的设备系统 167

8.1 城市河道淤泥固化处理的设备系统 167

8.2 淤泥脱水固化一体化设备系统分析 170

9 城市河道淤泥固化技术固化效果的评价分析 173

9.1 河道淤泥及其处理土的定性 173

9.2 河道淤泥固化效果的评价 173

9.2.1 河道淤泥固化处理后成分分析 173

9.2.2 河道淤泥固化处理土实测性能 177

10 城市河道淤泥固化技术经济分析 182

10.1 经济效益评估 182

10.1.1 评估指标与方法选择 182

10.1.2 经济效益 183

10.2 生态环境效益评估 188

10.2.1 评估指标与方法选择 188

10.2.2 直接效益评估 188

10.2.3 间接效益评估 189

10.3 社会效益评估 190

10.3.1 评估指标与方法选择 190

10.3.2 生命支持效益 191

10.3.3 发展支持效益 193

10.3.4 可量化的社会总效益 193

10.4 河道淤泥固化的总效益与成本 193

11 城市河道淤泥固化技术的应用与推广 202

11.1 淤泥固化工艺流程简介 202

11.2 淤泥固化处理技术的设备系统 203

11.3 处理对象 208

11.4 淤泥固化处理用固化剂 208

11.5 城市河道淤泥固化土资源化利用途径 208

11.6 淤泥固化生产与管理 208

12 城市河道淤泥固化技术研究成果、创新点与展望 209

12.1 城市河道淤泥固化技术研究成果 209

12.1.1 对广州市典型河道淤泥的自然性态进行了研究 209

12.1.2 对广州市河道淤泥进行了查勘与预处理研究 209

12.1.3 对淤泥脱水前的调理进行了技术研究 210

12.1.4 开发了新型的淤泥固化剂 210

12.1.5 设计开发了用于广州市河道淤泥固化处理的系列工艺 210

12.1.6 优选了河道淤泥的设备系统并对其进行了优化组合 211

12.1.7 对河道淤泥进行了定性并对淤泥固化效果做了评价 211

12.1.8 对河道淤泥固化处理进行了技术经济分析 211

12.1.9 河道淤泥固化技术的应用与推广 211

12.1.10 论文发表和专利申请 211

12.2 技术创新点和突破点 212

12.3 国内外同类技术对比分析 212

12.4 展望 213

附件二 湖泊环保清淤的工程实践 218

1 工程概况 218

1.1 地理区位 218

1.2 排水体系 218

1.3 水质现状 219

1.4 水文气象 220

2 污染现状 220

2.1 水质评价 221

2.1.1 磁湖 221

2.1.2 青山湖 222

2.1.3 青港湖 223

2.2 底泥现状与评价 223

2.2.1 底泥厚度 223

2.2.2 磁湖标准点底泥重金属分布特点及污染风险评价 223

2.2.3 清淤深度 227

2.2.4 磁湖现状湖体条件评价 229

2.3 结论与建议 230

3 工程建设的必要性和可行性 232

3.1 工程建设的必要性 232

3.1.1 工程建设是落实黄石市城市总体规划的需要 232

3.1.2 工程建设是贯彻中央精神的需要 233

3.1.3 工程建设是实现磁湖生态水网构建工程的需要 233

3.1.4 磁湖沿湖岸植物修复设计的需要 233

3.2 工程建设的可行性分析 234

4 工程设计 235

4.1 设计依据 235

4.2 清污范围 236

4.3 清淤量 237

4.4 清淤方式及比较 238

4.4.1 清淤方式 238

4.4.2 清淤设计 238

4.4.3 处理原则 238

4.5 清淤施工 239

4.5.1 挖泥船选型 239

4.5.2 施工强度计算 239

4.5.3 施工方法 240

4.5.4 处理处置方案设计 241

4.6 脱水固结施工 243

4.6.1 工艺流程 243

4.6.2 施工强度计算 243

4.6.3 各环节实施方案 243

4.6.4 淤泥脱水固结一体化处理方案的特点 244

4.6.5 临时用地方案 246

4.6.6 机电设备及安装 246

4.6.7 质量标准 247

5 关键工序、复杂环节技术措施 247

5.1 关键工序、复杂环节分析 247

5.2 环保清淤措施 248

5.3 脱水固结措施 248

5.3.1 “脱水固结一体化”处理系统介绍 248

5.3.2 运行管理措施 249

6 水体稳定控制工程 250

6.1 清淤对磁湖的负面影响与水华暴发的风险分析 250

6.1.1 水华暴发的成因 250

6.1.2 清淤对生态的影响 253

6.2 磁湖清淤后水华发生风险分析 254

6.3 磁湖清淤后水体稳定控制的必要性 255

6.4 WMB技术原理与生物安全性 257

6.5 水华风险预警与应对措施 258

6.6 水体稳定控制技术方案和设计 259

附件三 罗村涌底泥清淤工程实验研究 261

1 概况 261

1.1 项目背景 261

1.2 工程规划的依据 261

1.3 工程范围、内容及目标 262

1.3.1 工程范围 262

1.3.2 工程内容 263

1.3.3 工程目标 263

2 南海区自然社会概况 263

2.1 南海区自然环境概况 263

2.2 南海社会经济 264

3 罗村涌实验段水环境现状评价 264

3.1 河道环境现状 264

3.2 水质现状的评价 265

3.2.1 评价方法 265

3.2.2 罗村涌水质监测与评价结果 268

3.2.3 地表水环境质量现状小结 269

4 清淤段底泥质量现状调查与评价 270

4.1 底泥性质调查 270

4.2 底泥采样、样品预理和分析方法 270

4.3 罗村涌底泥性质 271

4.3.1 底泥表观特征和基本物理性质 271

4.3.2 底泥基本化学性质和营养元素 271

4.3.3 底泥重金属 271

4.4 底泥性质调查结果小结 272

5 淤泥资源化利用工程 273

5.1 河涌淤泥处置技术指标 273

5.2 固化后淤泥的毒理指标 273

5.3 重金属元素浸出浓度分析 274

6 底泥最终处置技术方案 274

6.1 国内外底泥处置工艺介绍 274

6.2 疏浚方案 275

6.3 淤泥疏挖设备 275

6.4 疏浚设备选型 277

6.4.1 绞吸式挖泥船 277

6.4.2 方案特点 278

6.5 机械脱水工艺及设备 279

6.5.1 底泥机械脱水工艺 279

6.5.2 底泥机械脱水工序 279

6.5.3 技术指标 280

6.5.4 疏浚底泥的综合利用 280

6.6 施工组织设计 281

7 综合治理效果 283