重金屬污染底泥異位處理處置技術(shù)指南

重金屬污染底泥異位處理處置技術(shù)指南范圍本文件提供了水體重金屬污染底泥疏浚后處理處置工程選址及處理場平面布置、底泥貯存及轉(zhuǎn)運、底泥處理、利用處置及廢水處理的指導(dǎo)。本文件適用于指導(dǎo)河流、湖泊、水庫、坑塘等水體重金屬污染底泥的異位處理處置。本文件不適用于經(jīng)鑒別為危險廢物的底泥。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T14684建設(shè)用砂GB18599一般工業(yè)固體廢物貯存和填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)GB/T30760水泥窯協(xié)同處置固體廢物技術(shù)規(guī)范GB50014室外排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)CJJ1城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范HJ1091固體廢物再生利用污染防治技術(shù)導(dǎo)則術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。

底泥sediment經(jīng)過長時間物理、化學(xué)和生物等作用及水體傳輸而沉積于水體底部所形成的黏土、泥沙、有機質(zhì)及各種礦物的混合物（也可被稱為沉積物）。[來源：DB37/T4471—2021，3.1]

底泥異位處理處置ex-situtreatmentanddisposalofsediment將污染底泥收集后再進行處理并最終處置的過程或方式。

重金屬賦存形態(tài)fractionsofheavymetals重金屬與環(huán)境介質(zhì)的結(jié)合形態(tài)。通常采用連續(xù)提取技術(shù)進行分析。五步連續(xù)提取法（Tessier法）將重金屬賦存形態(tài)分為可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵（錳）氧化物結(jié)合態(tài)、有機及硫化物結(jié)合態(tài)、殘渣態(tài)五種形態(tài)，三態(tài)提取法（BCR法）將其分為弱酸提取態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài)、殘渣態(tài)四種形態(tài)。根據(jù)重金屬在底泥中的穩(wěn)定程度將殘渣態(tài)歸為穩(wěn)定態(tài)，其他態(tài)歸為不穩(wěn)定態(tài)。

底泥篩分sedimentsieving以粒徑分布為依據(jù)，采用一種或多種篩分設(shè)備將底泥（3.1）組分按粒徑進行分離的過程。粒徑小于75?μm為泥，粒徑介于75μm～4?750?μm為砂，粒徑大于4?750?μm為石。

底泥淋洗sedimentwashing用清水或化學(xué)藥劑對底泥（3.1）進行洗滌，將附著在底泥顆粒表面的重金屬洗脫、溶解、螯合、分離的過程或技術(shù)。

底泥重金屬穩(wěn)定化sedimentstabilization通過添加穩(wěn)定劑，改變底泥（3.1）中重金屬的賦存形態(tài)或化學(xué)組成形式，從而降低其溶解性、遷移性及毒性的過程。

底泥固化sedimentsolidification通過添加固化劑，將污染底泥轉(zhuǎn)變?yōu)椴豢闪鲃庸腆w或低滲透性的緊密固體的過程。總體原則底泥異位處理處置遵循“減量化、資源化、無害化”的原則，并符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)定。底泥處理工藝的選擇與設(shè)計宜綜合考慮底泥物理特征、污染特性、工程規(guī)模以及利用處置條件，工藝選擇導(dǎo)圖宜見附錄A。相關(guān)工程案例見附錄B。工程選址及處理場平面布置工程選址工程選址結(jié)合工程所在地的區(qū)域規(guī)劃，綜合考慮土地性質(zhì)、水文地質(zhì)、地形、地貌、環(huán)境、交通、人文情況以及經(jīng)濟等因素選定。工程選址宜遵循下列原則：優(yōu)先選擇可利用的空地或廢棄場地；優(yōu)先選擇運輸距離適宜、交通便利的區(qū)域；優(yōu)先選擇地形、地質(zhì)、水源等條件良好，便于施工的區(qū)域；與敏感保護目標(biāo)保持適當(dāng)距離，防護距離依據(jù)環(huán)境影響評價文件確定。處理場平面布置處理場設(shè)置圍墻或圍擋等隔離設(shè)施。處理場根據(jù)不同使用功能劃分功能區(qū)，主要為辦公區(qū)、作業(yè)區(qū)和貯存區(qū)，辦公區(qū)宜設(shè)置在主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向，貯存區(qū)分為處理前底泥貯存區(qū)和處理后底泥貯存區(qū)。處理場內(nèi)道路設(shè)計滿足安裝、檢修、運輸、消防的需要。主要道路寬度根據(jù)工程量核定，一般不宜小于6?m，宜設(shè)置環(huán)形道路。處理場內(nèi)設(shè)置降塵措施，出口設(shè)置車輛清洗設(shè)施。工程竣工設(shè)備拆除后，對處理場地進行修復(fù)，恢復(fù)其生態(tài)原貌。底泥貯存及轉(zhuǎn)運底泥進入處理場時，根據(jù)含水率選擇密閉車輛、密閉駁船及管道等運輸方式，加強運輸過程的監(jiān)控和管理。底泥貯存堆場或貯存池做好防水、排水、防滲、防溢流措施。處理場內(nèi)底泥轉(zhuǎn)運時，根據(jù)含水率選擇泵管、鏟車、皮帶輸送機等轉(zhuǎn)運方式。底泥經(jīng)處理后，雜物、砂、泥、固化體等組XX分別暫存至獨立的貯存區(qū)域，并及時清運、處置，車輛運輸盡量避開交通高峰期。底泥處理底泥預(yù)處理底泥處理宜設(shè)置預(yù)處理環(huán)節(jié)。底泥中雜物較多時，進行雜物清除預(yù)處理。底泥中植物殘體、廢棄塑料制品、玻璃、織物、磚塊、混凝土塊等雜物含量較高時，可設(shè)置垃圾分揀機、格柵等設(shè)備；底泥中混雜的鐵釘、鐵絲、鐵塊等磁性雜物較多時，可設(shè)置電磁除鐵器、永磁除鐵器等磁選設(shè)備。底泥板結(jié)成塊時，設(shè)置破碎裝置或水力沖刷裝置，提高底泥均勻度。底泥篩分底泥中砂、石組分比例較高時，宜進行篩分處理。底泥篩分在流態(tài)條件下進行，含水率滿足篩分和提升設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的要求。根據(jù)底泥篩分處理量和利用處置途徑要求，選擇各級篩分設(shè)備的類型、型號和數(shù)量，篩分設(shè)備可選用粗篩、流篩、滾動篩、振動篩、旋流器及組合設(shè)備等。根據(jù)底泥粒徑分布、粘度等物理性質(zhì)，以及各粒徑組分的重金屬含量等污染性質(zhì)，設(shè)置各級篩網(wǎng)孔徑尺寸和旋流器分離粒度，尺寸和粒度宜參考GB/T14684顆粒級配的要求。底泥淋洗底泥中重金屬賦存形態(tài)以不穩(wěn)定態(tài)為主時，宜進行淋洗處理。根據(jù)重金屬種類、含量及其賦存形態(tài)等，通過試驗選擇淋洗劑種類，確定淋洗液固比、淋洗時間、淋洗次數(shù)以及設(shè)備型號、攪拌轉(zhuǎn)速等。淋洗劑可選用清水或增效淋洗劑，增效淋洗劑可選用酸洗劑、螯合劑等化學(xué)試劑或生物制劑。當(dāng)一次淋洗未達到淋洗目標(biāo)時，可設(shè)置多級淋洗或循環(huán)淋洗。底泥淋洗可選用洗脫攪拌罐、滾筒清洗機等設(shè)備。重金屬穩(wěn)定化底泥重金屬浸出液濃度無法直接滿足利用處置要求時，宜進行穩(wěn)定化處理。根據(jù)重金屬種類及其賦存形態(tài)等，通過試驗選擇穩(wěn)定劑種類，確定穩(wěn)定劑投加量、投加方式、反應(yīng)時間和設(shè)備型號等。穩(wěn)定劑可選用堿性物質(zhì)類、磷酸鹽類、硫化物類、鐵鹽類、硅酸鹽類、礦物質(zhì)類、生物炭類等，當(dāng)?shù)啄啻嬖诙喾N重金屬污染時，宜選擇復(fù)合型穩(wěn)定劑。底泥重金屬穩(wěn)定化處理可選用雙軸攪拌機、單軸螺旋攪拌機等混合攪拌設(shè)備，也可與篩分、脫水等環(huán)節(jié)同步進行。底泥脫水底泥在利用處置前，宜進行脫水處理。底泥可通過調(diào)理降低比阻，提高脫水效率。調(diào)理劑可選用無機金屬鹽類藥劑、有機高分子類藥劑、底泥改性劑等。根據(jù)底泥的物理性質(zhì)和含水率目標(biāo)，結(jié)合工程工期、場地面積等條件，選擇底泥脫水工藝，主要包括：自然干化法：設(shè)計、建設(shè)宜參考GB50014的相關(guān)要求；土工管袋法：依據(jù)底泥利用處置途徑和底泥粒徑等因素，確定土工管袋的尺寸和孔徑尺寸；機械設(shè)備法：機械脫水可選用離心脫水機、帶式脫水機、板框壓濾機、螺旋壓濾機等，宜參考GB50014的相關(guān)要求。底泥固化底泥固化處理前宜進行水分調(diào)節(jié)、雜質(zhì)篩除、泥塊破碎等預(yù)處理，使底泥含水率、顆粒粒徑、顆粒均勻度等滿足固化要求。根據(jù)重金屬種類及其賦存形態(tài)等，通過試驗選擇固化劑和添加劑的種類，確定固化劑和添加劑的投加量、投加方式、反應(yīng)時間、養(yǎng)護時間和設(shè)備型號等。固化劑可選用水泥類和石灰類等材料，如硅酸鹽水泥、粉煤灰、?；郀t礦渣粉、硅粉等。底泥與固化劑充分攪拌混合后，宜放入固結(jié)池或其他模具中鋪平、壓實進行養(yǎng)護，養(yǎng)護期內(nèi)固化體避免擾動、碾壓及浸泡。底泥利用處置雜物處置廢棄塑料制品、玻璃、織物等生活垃圾宜運送至生活垃圾填埋場或生活垃圾焚燒廠進行處置。卵石、磚塊、混凝土塊等建筑垃圾可采用以下方式進行利用處置：破碎、分選，再深加工成再生骨料、砌塊、墻板、地磚等；用作一般場地、道路、綠地等基礎(chǔ)回填材料；無法實現(xiàn)資源化利用時，按GB18599要求進行貯存和填埋。砂處置砂組XX優(yōu)先用于建材制造、建設(shè)用地或河道回填等。砂組分滿足GB/T14684的要求時，可用作混凝土骨料、普通砂漿用砂等，其重金屬含量和浸出液濃度宜參考GB/T30760的要求。砂組分滿足GB36600的要求時，可用于建設(shè)用地回填；根據(jù)DB37/T4471評價為輕微生態(tài)危害的，可用于回填河道。泥處置泥組XX在安全環(huán)保的基礎(chǔ)上，進行資源化利用處置。處置方式綜合考慮項目所在地的處置條件，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟論證后確定。泥質(zhì)滿足CJ/T340的要求時，可用于園林綠化等土地利用途徑。泥質(zhì)滿足GB/T30760和HJ662的要求時，可用于生產(chǎn)水泥。泥組分用于生產(chǎn)磚瓦、輕骨料、路基材料等建筑材料時，宜參考HJ1091、GB/T30760的要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。泥組分無法實現(xiàn)資源化利用時，宜按GB18599要求進行貯存和填埋。固化體處置底泥固化產(chǎn)生的固化體用作建筑材料、公路路基時，固化體的重金屬含量和浸出液濃度需參考GB/T30760的要求，用作公路路基時，物理性質(zhì)、滲透性能等宜滿足CJJ1中相應(yīng)等級道路路基用土要求。廢水處理增效淋洗廢水、底泥脫水濾液、車輛沖洗廢水等宜處理后進行回用。廢水排入水體時，應(yīng)滿足國家和地方污染物排放標(biāo)準(zhǔn)要求。廢水處理可選用物理法、化學(xué)法及生物法等方法。廢水處理環(huán)節(jié)產(chǎn)生的污泥，經(jīng)鑒定為一般工業(yè)固體廢物的，宜參照8.3進行處置；經(jīng)鑒定為危險廢物的，應(yīng)按照危險廢物的要求進行處理處置。

（規(guī)范性）

重金屬污染底泥異位處理處置工藝選擇導(dǎo)圖圖A.1給出了重金屬污染底泥異位處理處置工藝選擇。重金屬污染底泥異位處理處置工藝選擇導(dǎo)圖

（資料性）

重金屬污染底泥異位處理處置工程案例該案例為XX省東部某重金屬污染河流底泥處理處置及生態(tài)修復(fù)工程。工程規(guī)模：工程河段全長約6?km，污染底泥量約20萬m3（水下方），臨時處理場占地11?000?m2。工藝路線：該河流底泥中砂石含量較高，經(jīng)檢測泥質(zhì)組分中重金屬的含量遠高于砂石組分。該河流底泥清淤后選擇“預(yù)處理—同步淋洗篩分—脫水處理—泥組分固化處理—無害化處置”的工藝路線，具體內(nèi)容為：預(yù)處理環(huán)節(jié)選用滾筒洗石機，實現(xiàn)石塊等雜物的篩除；同步淋洗篩分環(huán)節(jié)選用螺旋洗砂機、多級篩分裝置，實現(xiàn)砂組分表面重金屬洗脫，以及石、砂、泥組分的分離；脫水處理環(huán)節(jié)選用離心脫水機，實現(xiàn)泥組分含水率的降低；泥組分固化處理選用水泥石灰組合固化劑，經(jīng)混合攪拌、養(yǎng)護，并檢測達標(biāo)后，運送至一般工業(yè)固體廢物填埋場進行填埋；卵石及砂組分經(jīng)檢測合格后回填原河道；廢水經(jīng)一體化水處理設(shè)備處理達標(biāo)后回用或排放；工程竣工后，對臨時處理場地進行生態(tài)修復(fù)。主要技術(shù)指標(biāo)：工程河道底泥重金屬含量：Cu192?mg/kg～2?739?mg/kg，Zn186?mg/kg～2?397?mg/kg，As5.0?mg/kg～63.6?mg/kg，Cd5.09

mg/kg～21.8?mg/kg，Hg3.67?mg/kg～16.5?mg/kg。pH為6.5～7.5。底泥粒度分布（以重量計）：＜75?μm（2.4?%）、75?μm～150?μm（6.47?%）、150?μm～300?μm（13.03?%）、300?μm～600μm（19.12?%）、600?μm～4?750?μm（58.98?%）、＞4?750?μm（不計入）。砂石組分重金屬含量：砂石組分重金屬含量滿足GB15618—1995中二級標(biāo)準(zhǔn)，并回填河道，即：Cu＜100?mg/kg，Zn＜300?mg/kg，As＜20?mg/kg，Cd＜0.6?mg/kg，Hg＜1.0?mg/kg。固化體重金屬浸出液濃度：泥餅固化處理后，浸出液中任何一種重金屬含量不超過GB5085.3—2007中表1中所列的濃度限值，固化體作為一般工業(yè)固體廢物進行填埋，即：Cu≤100?mg/L，Zn≤100?mg/L，As≤1?mg/L，Cd≤5?mg/L，Hg≤0.1?mg/L。廢水處理排放：工程廢水經(jīng)處理后，回用至底泥同步淋洗篩分環(huán)節(jié)或排放河道。處理后廢水中污染物滿足DB37/676—2007中一級標(biāo)準(zhǔn)（此處僅列舉本項目特征污染物濃度），即：總Cu＜0.5?mg/L，總Zn＜2?mg/L，總As＜0.2?mg