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水利工程的河道由于多年来的长期污染,河床底部沉积了大量的垃圾、淤泥等污染物,这些污染物将长期影响河道水质,在河道的疏浚工程中,产生大量的高含水率、高有机质和高微生物含量的疏浚淤泥。由于含有各种病原菌、有机残骸以及重金属等污染物质,淤泥具有较强的污染性。而淤泥中的有机质、营养物质含量相对更高,受耗氧有机物污染的底泥,往往呈黑色、灰黑色,且易再悬浮,是造成黑臭水体的主要原因。河道底泥的含水率一般维持在95%以上,所以底泥处理的前提是如何快速的降低其含水率,目前国内外所采用的淤泥处理技术大多是进行简单的脱水固结,简单处理后的淤泥性质并不稳定,无法实现处理后淤泥的―减量化、稳定化、无害化‖目的,因此,如何成功的实施淤泥清理与处理,恢复生态河、修复污染水体,以及高效有用的水利工程河道淤泥处理手段或核心技术需求迫在眉睫。本文主要研究如何采用有效的工艺针对含水率较高、抗剪强度低以及重金属污染的淤泥进行处理,以某河道综合整治项目的实际案例为依托,提出相应的处理工艺并进行研究分析。主要研究成果及结论如下:(1)立足于水利工程河道淤泥的淤积与黑臭水体的现状进行综合分析研究,并对试验区进行采样,分析淤泥、水质的基本性质与相应特征,结果表明因工业、农业不同程度的高速发展所产生的环境污染物是形成严重的内源污染,造成环境承载能力低,水体基本失去自净能力的根本原因,并直接造成了水体污染,对生物及生态系统造成危害;(2)依据底泥、水体各项生化污染指标进行污染现状成因分析,水体的监测结果表明,研究对象水质监测点水体中溶解氧、CODcr、BOD5、氨氮、总磷、总氮、石油类、阴离子表面活性剂和粪大肠菌群等各项指标超过规范标准的限值,其中溶解氧、氨氮、总磷、总氮及粪大肠菌群超标最为严重,最大超标倍数分别为6.1、10.1、4.8、12.1和17.0;底泥的监测结果表明,试验区现状河道淤泥的有机质含量较高,淤泥中的氮、磷、钾含量分别为0.37%、0.41%、2.06%,污染程度达Ⅴ级,重金属铜、锌、镍、镉污染最为严重,淤泥的生物毒性较高,不可作为农作物种植营养土;(3)本文通过多方位的综合分析比较,研究得出淤泥的清淤方案采用湿式清淤法,清淤机械采取环保绞吸式挖泥船,淤泥输送方式采用绞吸式挖泥船配备全封闭远距离泥浆管道输送;同时,本文建立起一套可行的淤泥脱水固结工艺,该工艺主要是根据城市河道高有机质含量、极细颗粒淤泥泥浆的特点,专门设计和制造的泥水分离处理系统,核心技术为采用PAM(Polyacrylamide的缩写,中文名字称聚丙烯酰胺)阴离子型AN910SH、PAM阳离子型C4101以两者质量1:1的混合物作为脱水剂,使用TNM1(主要成分为MgO-CaO-SiO2)作为固结剂,以及高压压滤脱水机;(4)本文从高压压滤系统处理能力效果、抗压强度效果、重金属束缚能力、种子发芽率、淤泥渗滤液等方面的各项指标进行综合分析,研究结果表示,淤泥经机械脱水固结处理后其含水率可降至50%以下,经过处理后的淤泥遇水不泥化,固化材料通过对污染物质的封闭、包裹作用,改变重金属形态等作用来稳定化污染物质,并具备较好的无侧限抗压强度,能有效降低淤泥中的有害物质浓度,提升了固化淤泥重金属的束缚能力,处理达标的污泥其种子发芽率在同种条件下是原生淤泥其种子发芽率的3倍,直接说明了处理后的淤泥可以满足植物的正常生长需求,表明了采用本文研究的淤泥脱水固结工艺处理河道淤泥是成功有效的;(5)本工艺可以为淤泥的后续资源化再利用提供参考性意见,对同类型的疏浚淤泥处理具有示范性作用。