清淤污泥脱水-土工管袋脱水固结技术

王景芸闫洁：土工管袋脱水固化法在外沙湖底泥疏浚与处置工程中的应用土工管袋脱水固化法在外沙湖底泥疏浚与处置工程中的应用王景芸 闫 洁（武汉水资源发展投资有限公司，湖北 武汉 430014）【摘 要】：外沙湖水域面积308公顷，为浅水型湖泊，水质呈重度营富养化。

为改善外沙湖水质，促进区域经济发展，武汉市政府要求进行外沙湖底泥疏浚与处置，解决湖泊内源污染问题，工程设计清淤量100万m3。

由于外沙湖位于武汉市中心区，周边居民密集，污泥堆场狭窄，湖泊污染底泥疏浚的后处理十分重要，一旦处理不当，极易造成二次污染，影响周边居民的生活。

该工程经过多种方案的比较分析，采用三种污泥处置工艺，其中40万m3采用土工管袋脱水固化法处理。

现工程已完工，经检测，外沙湖水质营养状态由重度富营养化减轻到中度富营养化，且经该法固化处理后的淤泥土已用于沙湖公园的建设，实现了淤泥资源化利用。

本文主要介绍土工管袋脱水固化法在外沙湖污染底泥疏浚与处置工程中的成功应用。

【关键词】：浅水湖泊，环保疏浚，污泥处置，土工管袋脱水固化法1 引 言土工管袋(Geotube)是一种由聚丙烯纱线编织而成的具有过滤结构的管状土工袋。

土工管袋脱水固化法是在水下疏浚的过程中将高分子絮凝剂按一定比例剂量的溶液投入到淤泥泥浆，充分混合后充填到土工管袋中，经压滤脱水并固结，从而达到减少污泥体积的效果。

土工管袋脱水固化法具有以下优点：①土工管袋直径可根据需要变化（1~10m），长度最大可达到200m；②土工管袋容积调节范围大，运输安装简便，可塑性强；③土工管袋强度、过滤性能和长期抗紫外线性能高[1-3]；④土工管袋容器能叠放几层，以最大化的利用土地；⑤处理每立方米的污泥单价较其他固化方法低；⑥施工方便快捷，施工期短；⑦为全封闭施工，不易造成二次污染；⑧从土工管袋中滤出的水比淤泥混合液中有害元素指标减少92% ~ 96% , 滤出水完全达到了相应的排放标准[1,45]。

航道河道污泥清淤脱水处理7大设备航道河道污泥清淤脱水处理7大设备的作用是为了通过处理河底污泥改善和修复河道航道的正常运行功能。

航道河道污泥淤积已日益影响到防洪、排涝、灌溉、供水、通航等各项功能的正常发挥，为恢复河道正常功能，必须要借助于污泥清淤脱水设备进行河道清淤疏浚工程。

在河道航道清淤污泥脱水处理设备方面，必须在保证清淤污泥脱水良好的效果前提下，选择与泥质、泥量和施工条件相适应的设备进行清淤污泥脱水处理。

河道航道清淤污泥脱水具体包括重要设备如下：河道航道污泥清淤污泥处理设备包括：污泥清淤设备包括：挖掘机清淤处理设备，立式泥浆泵输泥系统清淤处理、绞吸船清淤处理、；污泥脱水处理设备包括：叠螺机式，卧螺离心机式、隔膜压滤机式脱水，土工管带式污泥脱水设备：1）挖掘机清淤设备：其工作大致程序为：先用泵将河里的水排到另一侧，待排干后，挖掘机再进入河道或航道里进行清淤施工作业。

挖掘机清淤设备是一种较为普遍的清淤施工机械设备，采用挖掘机进行河道航道清淤的优点在于操作方便简单，施工费用低，适合于泥质偏干硬、河道深度较浅的作业施工。

2）立式泥浆泵输泥系统清淤设备：立式泥浆泵输泥系统主要组成部分有：泥浆泵、浮体、输泥硬管、橡胶软管等。

其工作原理过程：水流经过离心泵所产生的压力，经输水管、水枪，涌喷出一股密实的高压水柱进行切分割粉碎，形成泥浆和泥块的混合液的流动状态，由立式泥浆泵和输泥管吸送到污泥堆土场。

泥浆泵清淤不但操作简便，还有利于改善水质，保护生态环境等优势。

其主要作业范围适宜山区丘陵地带作业，也适合水面较小的河道航道清淤。

3）绞吸船清淤设备：绞吸船的主要组成有泥泵，和吸泥装置结构，在施工过程中，先用挖泥所用的铰刀铰松河底的污泥后，再通过泥泵从吸泥管吸入污泥，排泥管再将污泥排提到河岸上或者直接排入泥驳运输至某地暂时放置储存后进行污泥脱水处理。

绞吸船主要针对河道航道污泥松软的河底面。

4）叠螺机污泥脱水设备：该设备的工作原理是污泥在先经过重力浓缩后，叠螺机被输送到脱水部，在前进的工作过程中随着滤缝和螺距的渐渐变小，以及被压板的阻力作用下而产生的极大内压，容量不断缩小，从而真正实现了脱水的目的。

江湖淤泥调理脱水固化处理施工工法江湖淤泥调理脱水固化处理施工工法一、前言江湖淤泥是指江湖河道中的软黏土性淤泥，其含水量高、流变性大，在施工中常常会给工程的建设带来很大的困扰。

为了解决江湖淤泥的问题，提高施工效率，一种名为江湖淤泥调理脱水固化处理施工工法被提出。

二、工法特点江湖淤泥调理脱水固化处理施工工法具有以下特点：1.综合利用：该工法将淤泥进行调理、脱水和固化处理，实现了淤泥的资源化利用。

2.节约成本：通过对淤泥的处理和固化，减少了排泥的成本，并能够降低土方工程的施工难度。

3.环保性：由于采用了固化处理，减少了淤泥的二次污染，符合环保要求。

4.工期短：该工法对淤泥进行处理后，能够快速完成固化，缩短了施工周期。

三、适应范围该工法适用于江湖河道等地区的淤泥调理、脱水和固化处理，解决了淤泥处理难题，特别适用于土方工程中的填土和基础处理。

四、工艺原理江湖淤泥调理脱水固化处理施工工法的工艺原理是通过对淤泥进行调理和脱水，降低其含水量，并使用合适的固化剂对淤泥进行固化处理。

具体工艺原理如下：1.调理：将淤泥进行表层的剥离和筛分，去除较大颗粒的固体，减少淤泥的流变性。

2.脱水：采用离心脱水或压滤等方法，将淤泥的含水量降低到规定的范围内。

3.固化处理：根据淤泥的性质，选择合适的固化剂进行固化处理，提高淤泥的强度和稳定性。

五、施工工艺江湖淤泥调理脱水固化处理施工工法的具体步骤如下：1.清理场地：清理施工现场，将淤泥堆放区域清除杂物。

2.淤泥调理：将淤泥进行表层剥离，筛分掉较大颗粒，获得相对均匀的淤泥。

3.淤泥脱水：采用离心脱水或压滤设备进行淤泥的脱水处理，降低含水量。

4.固化处理：其中根据淤泥的性质和工程要求选择合适的固化剂进行固化处理。

5.固化时间：对固化后的淤泥进行养护，固化后需要达到设计强度。

6.施工完成：完成固化后的淤泥处理，达到要求后可进行后续土方工程。

六、劳动组织根据施工工艺和施工进度，合理组织施工人员，包括调理、脱水、固化等环节的分工，确保施工进度和质量。

清淤工程泥浆“脱水固结一体化”方案1 疏浚泥浆的处理方法疏浚泥浆经绞吸船管道输送至贮浆池，并采用格栅机拦污、粗颗粒自行沉淀后，即可将泥浆用渣浆泵送至配浆池，在输送管道中添加“FAS+HEC”；用渣浆泵将配浆池中的泥浆送入脱水固结设备，泥饼含水率40%以内，可用作工程用土。

1.1 疏浚泥浆“脱水固结一体化”处理系统简介疏浚泥浆“脱水固结一体化”处理系统是根据城市河道、湖泊高有机质含量、极细颗粒淤泥泥浆的特点，结合采用我公司的专利产品FSA泥沙聚沉剂进行调理的工艺要求，专门设计和制造的即时泥水分离处理系统。

可将疏浚泥浆即时分离，将疏浚泥浆体积即时减量90%以上并可根据需要完成对重金属、微生物、细菌等有害物质的消毒、钝化或固结。

是一套可与常用疏浚设备直接对接的疏浚泥浆处理系统，特别适合于污染重、施工场地小、周边土地资源稀缺的城市(景观水体)湖泊、河道的生态修复工程中对疏浚泥浆的处理。

经过本系统处理的疏浚泥浆，可即时分离为悬浮物质指标达到国家城镇污水综合排放一级标准(SS值小于20mg/l)的清水和含水率在40%左右的硬塑状泥饼(见图2、3、4所示)，可直接装车或堆放。

可实现对疏浚泥浆的即时分离，确保清淤工程的顺利进行。

⑴ FSA 泥沙聚沉剂FSA 泥沙聚沉剂为粉末状固体，是公司独立开发研制的一种新型环保泥浆调理脱水专利产品，可针对泥质、有机物含量、颗粒粒径的疏浚泥浆进行调质，使之降低比阻、减小比表面积、改善排水性能的多组分复合材料，是专门针对环保清淤、围海造地、港口水利等工程需要研制的泥水分离产品。

其脱水原理：通过电离作用，切断淤泥颗粒的毛吸管，降低比阻、提高滤速、改善排水性能。

⑵HEC高强高耐水土体固结剂是一种无机水硬性胶凝材料，其固结原理为：HEC的活性组分常温下直接渗入被固结材料基本单元的相界面，激发被固结材料中铝硅酸盐活性，利用多组分复合产生超叠加效应，使之形成多晶聚集体。

HEC水化产物将被固结材料基图2 有机物含量17.8%的某湖泊底泥图3 经脱水固化后即时形成的含水率小于40%的泥饼图4 高污染泥浆脱水时排出的水清澈透明，SS值小于20mg/l1.2 疏浚泥浆“脱水固结一体化”处理系统特点（1）“FSA+HEC”材料复合改善泥浆的透水特性，使脱水效率提高6-10倍；（2）直接与疏浚排泥设备对接，泥浆调理、脱水、固结实现流水作业、一次完成；（3）过滤水清澈，悬浮物指标SS小于20mg/l，悬浮物质指标达到国家污水综合排放水一级标准；（4）脱水泥饼呈硬塑状态，含水率40%左右，遇水不泥化，可直接用作回填土；（5）脱水泥饼体积较水下淤泥自然体积减量40-60%、较疏挖泥浆体积减量80-90%，大幅降低运输、占地费用；（6）本系统主体设备已国产化，技术成熟、维护方便；（7）相比传统工法，疏浚泥浆“脱水固结、运输堆存”的综合成本大幅降低30-50%。

生态环保土工管袋处置河道疏浚底泥的施工技术摘要：为有效解决传统底泥脱水效果不佳、机械脱水成本高等问题，研究了一种生态环保土工管底泥脱水技术。

通过管袋的选择、泥浆管路安装、药物添加和尾水处理等程序，使得底泥顺利脱水直至固化完成。

研究结果显示，采用生态环保土工管袋法处置河道底泥的经济成本可节约36.4%，土工管袋滤出水水质能满足排放限值的要求，处理后底泥质量能满足绿化种植用土的Ⅲ级标准。

关键词：土工管袋；疏浚；底泥处理；脱水技术当前，对疏浚底泥通常采用堆场排水固结的方法进行脱水处理，但随着经济的发展、环境的改变，此方案也存在着如下不足，诸如，占地大并需要修建围捻、工期长，减容效果受限、露天作业，难以控制污染物的迁移和扩散问题，针对以上不足，我们拟采用土工管袋这样一种新型的底泥脱水减容方式，土工管袋脱水耗能小，无需设备维护，可与填埋场地联合使用，省略了二次倒运，若能加上荷载进行预压，能加快淤泥的排水固结速率，工期一般为 2个月左右，且为全封闭施工，不受天气的影响。

1.土工管袋土工管袋（Geotextile Tube 或Geotube）是一种由高强土工织物制成的具有一定强度、延展性的起过滤作用的管袋状材料，其直径（截面周长）和长度可根据需要变化，最长可达上百米。

土工管袋最初用于围堤工程中，目前已被应用到环境保护、湖泊水库疏浚等领域。

美国、澳大利亚、日本等国都有将土工管袋应用在环境保护方面的实例，如美国处理皮革厂废水、澳大利亚处理城市污水、日本围护受到二氧芭污染的土壤系统等。

目前，应用于湖库底泥脱水工程中的土工管袋主要以聚丙烯（PP）和聚酯（PET）原料为主。

我国也正开始应用该项技术在湖泊治理特别是湖库底泥疏浚减容处理中，不过国内还缺少大规模的工程应用。

文章结合天津滨海地区某水库的底泥疏浚治理工程对土工管袋充填脱水术进行了较为深入的实验和应用。

2. 土工管袋与传统碾压土石的比较两种围埝结构形式各有其优点。

土工管袋应用于污泥脱水的工程实践经验董晶;梁佳斌【摘要】土工管袋应用于污泥脱水是一种新型实用的方法,目前国内应用经验较少.为了推广该新型工艺在污泥、淤泥上的应用,通过多次的小试、中试及工程的实施,总结了土工管袋应用于污泥脱水工程的多方面经验,包括项目实施前的准备工作、材料药剂的筛选方法、管袋充填操作中的安全事项、系统的设置及操作注意事项等等,并对如何实现管袋脱水系统的整体运行稳定性、高效性、经济性做了阐述.【期刊名称】《四川环境》【年(卷),期】2014(033)001【总页数】5页(P154-158)【关键词】土工管袋;疏浚污泥;污泥脱水【作者】董晶;梁佳斌【作者单位】中节能六合天融环保科技有限公司,北京100085;中铁第五勘察设计院集团有限公司,天津300384【正文语种】中文【中图分类】X703土工管袋用于污泥脱水是向管袋内充填大量高含水率污泥，在管袋内部强大压力下有效快速的排出水分并截留污泥中固体颗粒的过程。

土工管袋材质为复合 (带状)和单向高韧聚丙烯或聚酯纤维丝编织而成，材质本身具有很高的强度，并且表面具有一定渗透性［1］。

高含水率污泥充填入土工机织布缝制的管袋中，同时配合使用稳定剂、吸附剂等，可将污染物与污泥沉淀物一同截留在管袋中，达到同步脱水及去除部分污染物的效果［2］。

对于包含细小颗粒物的高含水率的清淤底泥、河湖沉淀物、工业污泥，都可以使用土工织物管袋进行高效的、低成本的脱水、固化过程。

土工管袋脱水工艺系统基本组成部分如图1。

图1 土工管袋脱水工艺系统基本组成Fig.1 Composition of Geo-Tube dewatering system1 土工管袋结构形式及材质物理参数土工管袋外形通常为枕装长条形，脱水管袋的设计周长尺寸为8～30m不等，设计的管袋越大(周长尺寸越大)，管袋的充填容积也越大，同时污泥脱水的周期也会增加。

在国外多个大型脱水项目中的管袋设计周长为18～27m，长度为30m～60m不等。

淤泥在线无害化处理及土工袋高干度脱水技术产业背景在国家整治黑臭水体的政策的大力推动下，环保清淤、淤泥无害化处理与就近处置成为越来越迫切的需要，该技术能够很好地为这些需求提供一个综合性的优良的解决方案。

技术概述该技术采用对水生态环境影响小的绞吸泵水下清淤办法将河湖底泥抽吸上来，用管道输送到淤泥在线处理装置，经过在线处理的淤泥通过管道送入土工袋脱水，脱水后的淤泥可以多种方式实现就地处置。

技术优势(1)污泥脱水后得到充分减量化，干度可达50-80%DS;(2)淤泥中所含的重金属、农药等有毒有害污染物被固定和吸附，与上清液分离;(3)不会对所经土壤和水体造成二次污染;(4)按需要可采取除臭措施，作业过程无臭;(5)多种形式的淤泥就地处置，可加高堤岸，造人工绿坡，或实现就地取土满足堤岸改造对新填土的需求，等等;(6)免除大量土方转运，节省大量资金。

适用范围适用于各种河道、湖泊、湿地、水库等底泥处理。

水体可为水源地或非水源地，可用于养殖或不用于养殖。

适用的典型河湖水深0 ~ 8 米，也可适用深度达20米以上的水库等。

季节不限。

鉴定评估该技术被《环保技术国际智汇平台百强技术名录》收录。

应用案例汉堡港清淤2021年汉堡港口水下淤泥12000m³，含固率30%需要清淤处理。

港口海水下淤泥盐度高，还含有油污染，较难脱水处理。

项目要求尽量减小对周围环境包括水体、港区土壤与就地空气的污染。

工期要求越短越好。

绞吸泵抽吸上来的淤泥含固率平均为10%，淤泥在线处理设备的处理能力为700m³/h，每天工作10小时，清淤与在线处理只花了三周时间，包括土工袋的多次充灌。

8周后，脱水后的淤泥含固率为60%，体积约为4700m³，比原水下淤泥体积减少了约60%。