DB13-T 5427-2021 水体底泥洗脱生态恢复工程技术指南

03.100.01CCS

A

02DB13

13/T

5427—2021水体底泥洗脱生态恢复工程技术指南 河北省市场监督管理局 发

布DB13/T

5427—2021 前言................................................................................. II引言................................................................................ III1

............................................................................... 12

规范性引用文件..................................................................... 13

术语和定义......................................................................... 14

工程设计总体要求................................................................... 25

水体底泥泥质调查与洗脱区域划定..................................................... 56

底泥洗脱控制目标及洗脱要求......................................................... 77

底泥洗脱工艺及其选择............................................................... 88

底泥洗脱设备及其选择............................................................... 99

底泥洗脱生态恢复施工方案.......................................................... 1010

洗脱污泥的无害化与资源化利用..................................................... 1211

运维管理......................................................................... 12附录

A（资料性） 底泥洗脱工程技术原理

...............................................14附录

B（资料性） 底泥洗脱生态恢复工程方案编制要点....................................15参考文献............................................................................. 16DB13/T

5427—20211 范围本文件提供了湖泊或河流的以水质改善和生态恢复为目标的底泥洗脱工程建设的指导。本文件适用于底泥污染型河流、湖泊、城市水体及人工水产养殖区底泥污染物的移出，实现水体生态恢复，其他水域可参照执行。2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB

4284 农用污泥中污染物控制标准GB

11893 水质总磷的测定钼酸铵分光光度法HJ

535 水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法HJ

636 水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法HJ

717 土壤质量全氮的测定凯氏法HJ

828 水质化学需氧量的测定重铬酸盐法NY/T

土壤全氮测定法(半微量开氏法)SL

42 河流泥沙颗粒分析规程3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1水体底泥通常是黏土、泥沙、有机质及各种矿物的混合物，经过长时间物理、化学及生物等作用及水体传输而沉积于水体底部所形成。3.2水体是江、河、湖、海、水库、池塘等的总称。3.3水体内源污染随时间推移逐渐形成河湖内污染负荷。3.4底泥洗脱DB13/T

5427—2021通过机械或射流驱动产生的湍流实现水体底泥中有机污染物和无机泥砂的机械分离，将无机泥砂原位覆盖，有机污染物异位处理的水体底泥原位修复技术。3.5泥-水界面具有一定厚度与复杂结构的区层，是底泥与上覆水相之间的边界层。在底泥一水界面之上是化学性质相对均匀的水层，界面之下为物理结构相对稳定的底泥沉积层。3.6生态恢复是对生态系统停止人为干扰，以减轻负荷压力，依靠生态系统的自我调节能力与自组织能力使其向有序的方向进行演化，使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展。3.7沉水植物是指植物体全部位于水层下面营固着生存的大型水生植物，如苦草、金鱼藻、狐尾藻、黑藻等。3.8补偿深度在某一深度处,光照的强度减弱至植物光合作用生产的有机物质全部为维持其生命代谢消耗所平衡，没有净生产量，此深度为补偿深度。3.9粒径颗粒的大小称为“粒径”，又称“粒度”或者“直径”。当被测颗粒的某种物理特性或物理行为与某一直径的同质球体（或组合）最相近时，就把该球体的直径（或组合）作为被测颗粒的等效粒径（或粒度分布）。3.10底质床底母质等随水迁移而沉积在水体底部的堆积物质的统称。一般不包括工厂废水沉积物及废水处理厂污泥。3.11水生态是指环境水因子对生物的影响和生物对各种水分条件的适应。生命起源于水中，水又是一切生物的重要组成部分。生物体不断地与环境进行水分交换，环境中水的质（盐度）和量是决定生物分布、种的组成和数量，以及生活方式的重要因素。4 工程设计总体要求4.1 设计原则与技术路线4.1.1 为工程直接目的，以底泥洗脱后促进生态恢复为间接目的。4.1.2 工程后期，应考虑进行常态化维护管理。同时，综合考虑工程效益与投资。底泥洗脱工程设计的技术路线见图

1。DB13/T

5427—2021

图

1

技术路线DB13/T

5427—20214.2 设计要求4.2.1 工程阶段划分底泥洗脱生态恢复工程项目实施一般分为项目建议书、可行性研究、初步设计、施工图设计、施工招投标、项目施工、交工验收、项目后评估及竣工验收九个阶段。4.2.2 项目建议书阶段的具体要求和内容项目建议书的内容一般应包括：a)

项目名称、执行单位、编写单位；b)

项目背景；c)

项目实施的必要性和可行性；d)

污染底泥洗脱及处置工程初步方案；e)

投资估算、资金筹措方案设想；f)

工程组织机构初步设想；g)

项目进度安排；h)

工程效益评价；i)

环境影响评价；j)

结论；k)

附件。4.2.3 可行性研究阶段的具体要求和内容可行性研究报告的内容一般包括：a)

总论；b)

自然环境和社会经济概况；c)

项目所在区域污染底泥成因和分布状况；d)

项目实施的必要性，自然条件和项目实施条件论证；e)

洗脱范围、洗脱工程量确定；污染底泥洗脱与输送方案论证；污染底泥脱水方案论证；余水处理和排放方案论证；污染底泥处置利用方案论证；f)

环境监测方案；g)

项目外部协作条件；环境保护；劳动保护与卫生防疫；安全和节能；工程组织机构；h)

招投标；i)

项目实施周期及工程进度计划；j)

总投资估算及资金来源；k)

国民经济评价；l)

环境效益和社会效益；m)

研究结论；问题和建议；n)

附图和附件。4.2.4 初步设计阶段的具体要求和内容4.2.4.1 组成。4.2.4.2 污染底泥洗脱与输送设计；污泥脱水设计；余水处理和排放方案设计；环境监测方案设计；附属工程DB13/T

5427—2021设计；环境保护；安全和节能；工程量汇总；施工条件、方法和进度；环境效益和社会效益；存在问题与建议。初步设计文件应附有批准的可行性研究报告批复及规划、土地等相关部门的批准文件。4.2.4.3 需采用的设备和材料。主要设备应说明其名称、型号、规格和数量等，对非标设备应专门说明。4.2.4.4 主要材料应按单项、单位工程分别列出数量。4.2.4.5 工程概算包括：“编制说明”、“工程概算表”两部分内容。4.2.4.6 图；污染底泥输送、余水处理及排放设计图；其他相关图纸。4.2.5 施工图设计阶段的具体要求和内容4.2.5.1 施工图设计文件以图纸为主，还包括说明书、主要设备材料表。4.2.5.2 染底泥输送工艺设计图，输送管线路图、过路管设计详图；污泥脱水设计图、余水处理及排放工艺设计图；其他相关图纸。4.2.5.3 沙资料；项目区域工程地质条件；项目区域污染底泥特点和分布；项目设计方案和主要参数；施工工艺流程；各个施工工序、施工技术和工序衔接要求；施工注意事项；环境保护和监测要求；施工质量要求；项目验收标准和验收方法。4.2.5.4 5 水体底泥泥质调查与洗脱区域划定5.1 采样点位设定河流、湖泊等监测采样点的设定依据治理区域实际环境情况，具体如下：a)

正常情况下在治理的河流水域下游每隔

500m

布设采样点，且总数不少于

3

b)

500m

3个；c)

在工业园区、企业废水排口处下游每隔

500m

布设采样点，且总数不少于

3

d)

在居民聚集区、农业分布区、支流汇入处下游每隔

500m

布设采样点，且总数不少于

3

e)

河流入湖口、湖湾区、水源地及水污染较重水域依据实际情况适当加密布设采样断面。5.2底泥采样方法5.2.1污染底泥的采样方式一般为人工取样。人工方式底泥采样器主要有抓斗和柱状采样器两种。5.2.2 抓斗采样深度可为表层

cm，主要用于底泥洗脱生态恢复工程区重点洗脱区域的确定。5.2.3 泥的状况。5.3检测指标与检测方法工程区底泥污染状况调查需测定的物理化学指标主要有：a)

DOpH

TN总磷（TP）、氨氮（）、化学需氧量（CODcr）等；DOpH

pH

ORP

TNHJ

TPGB

NH4+-NHJ

CODcrHJ

NH4+-N

SL

42TPSMT

TNNY/T

53DB13/T

5427—2021b)

柱状沉积物：氨氮（）、含水率、粒径、有机质、总磷（TP）、总氮（）。检测指标与方法详见表

1。表1 底泥洗脱生态恢复工程区底泥污染状况调查测定项目及方法5.4洗脱区域确定参照《全国河流湖泊水库底泥污染状况调查评价》，根据底泥有机污染物中的有机质含量来确定底泥洗脱区域。a)

宜将水体底泥有机污染物中的有机质含量作为底泥洗脱区划定的主要依据，将有机质含量6.72%作为

1

b)

水体底泥有机污染物中的有机质含量指标达到或超过上述限定值的区域可划定为底泥洗脱区域；c)

水体底泥有机污染物中的有机质含量小于上述限定值的区域可划定为非洗脱区。

cmmg/LmVmg/L底泥有机质353.080≤5.06.7275

30DB13/T

5427—20216底泥洗脱控制目标及洗脱要求6.1 底泥洗脱控制目标6.1.1洗脱深度确定作为洗脱深度的界线值。有机质含量在底泥的垂直分层方向上超过6.72%的泥层厚度为底泥洗脱深度。原则上底泥洗脱厚度不超过20cm，具体以作业水体实际情况而定。6.1.2 洗脱后环境和指标要求通过底泥洗脱将底泥表层有机质、氮、磷及越冬“藻种”等胶体级污染物转移出水，底泥中干净-体黑臭现象，提高水体透明度，恢复沉水植物生长，促进水体由污染水体向草型水体转型。底泥洗脱生态恢复工程实施水体生态指标要求如下表2。表2底泥洗脱生态恢复工程实施水体生态指标表2底泥洗脱生态恢复工程实施水体生态指标6.1.3.1 根据需开展洗脱水体的河床面积（S）与洗脱深度（H）的乘积计算拟洗脱的水体底泥总量:洗脱污泥总量（M）=洗脱河床面积（S）×H6.1.3.2根据拟洗脱的水体底泥总量与拟洗脱层有机污染物浓度平均值计算洗脱产生污泥总量:产生污泥量（m）=洗脱污泥总量（M）×

有机污染物浓度占比平均值（%)。6.1.4 工程投资与成本核算底泥洗脱工程投资与其他治理工程投资类似，具体如下：a)

底泥洗脱的投资包括洗脱工程费用、后处理费用。洗脱工程费用包括直接工程费、间接费、利润、税金和专项费用五个部分；b)

预算定额根据工程管理要求，参照交通部、水利部相关规定及市场信息价进行核算；c)

后处理费用为对洗脱污泥最终处理产生的处理费用。6.2 底泥洗脱控制要求底泥洗脱控制要求如下：a)

洗脱扰头的物理作用力需连续、稳定；b)

原则上洗脱扰头的物理扰动时间控制在

～c)

混凝槽中处理剂的投加量需连续、稳定；DB13/T

5427—2021d)

沉淀槽中的污泥达到指定液位，需将其抽送并进行后续处理。6.3 底泥洗脱施工要求6.3.1 施工边界确认底泥洗脱施工边界依据水深及流速，具体如下：a)

洗脱河道湖泊水深在

至

5m，且水流速小于等于

0.2m/s；b)

水流速大于

0.2m/s

0.2m/s

以内；c)

水深低于

0.1m，可利用外部补水或拦河坝、橡胶坝等措施，调蓄水位达到条件值。6.3.2 洗脱频数要求以工程区全面完整的洗脱计为一次作业。对工程全面完整的每一次洗脱后，进行底泥采样布局断面的有机质含量测定并对比，以稳定达到底泥指标要求值的洗脱为最后一次作业。6.3.3 施工条件与周边环境确认底泥洗脱施工条件依据周边环境建立，具体如下：a)

依据现场实际情况组建工程项目部，统筹管理施工步骤有序进行；b)

依据工程区域限制条件，选择适宜底泥洗脱工程设备，确认设备最佳组装吊运点；c)

洗脱作业区与待作业区水域利用围挡或拦网等措施隔开，减小洗脱污染物向周边水域扩散；d)

污泥运输指定地点，运输路线最短原则。污泥装车设置指定区域，贴告警示标志；e)

工程四周应按规定设置连续、密闭的围栏；在市区主要路段和市容景观道路及机场、码头设置围栏其高度不得低于

，在其他路段设置的围栏，其高度不得低于

1.8m。6.3.4 施工时段与实施周期确定6.3.4.1 洗脱工作时间根据季节变化调整，夏季

7:30～，14:00～18:00，冬季

7:30～11:30，13:00～17:00

8h（特殊情况，可延长工作时间）。6.3.4.2 每年

3～11

月期间进行洗脱作业；南方冰冻较弱，局部地区无明显四季变化，可常年实施洗脱作业。6.3.5 工程实施场地准备工程实施前需求用地准备工作，具体如下：a)

施工前根据施工地点水文、工程地质勘探资料及机具、设备、动力、材料、运输等供应情况进行施工场地布置，按照施工平面图的布置，搭建生产、生活、办公等临时建筑物；b)

场地为泥土荒地，需平整场地、清除杂物、换除软土、夯打密实；c)

做到文明施工；d)

确保对工程临建场地进行通水、通电、通路等保障措施。7 底泥洗脱工艺及其选择7.1 底泥洗脱工艺分类底泥洗脱工艺分为两种：絮凝沉淀工艺和磁加载工艺：DB13/T

5427—2021a)

絮凝沉淀工艺：污水经污水泵泵入混凝池，通过添加絮凝剂搅拌混凝，颗粒物吸附聚集并慢慢增大，继而沉入池底，达到污水分离；b)

磁加载工艺：污水经污水泵泵入混凝池，通过添加磁捕剂、磁种和助凝剂搅拌混凝，颗粒物吸附聚集并慢慢增大，利用絮体分离机吸附，达到污水分离。7.2 底泥洗脱工艺选择7.2.1 选用组合式底泥洗脱装备洗脱作业时，采用絮凝沉淀工艺。7.2.2 选用磁加载底泥洗脱装备洗脱作业时，采用磁加载工艺。8 底泥洗脱设备及其选择8.1 底泥洗脱设备组成/污设备、系统控制设备、浮体平台设备等组成，有些情况下，还需配备净化、干化等后处理设备。8.2 底泥洗脱设备选择8.2.1选择依据选择环保性能优良、洗脱精度高、施工效率高的洗脱设备。8.2.2 设备选择工程水体规模分为三种类型，具体如下：a)

≤h≤0.5m

2m≤d≤8m500

㎡/d≤s≤1000

㎡/d；b)

中型水体（水深

0.5<h≤2.5m，水面宽

8m<d≤50m）：组合式底泥洗脱船；洗脱面积

㎡/d<s≤3000

㎡/d；c)

大型水体（水深

2.5<h≤5.0m，水面宽

d>50m）：底泥洗脱磁加载处理船；洗脱面积

3000

㎡/d<s≤5000

㎡/d；洗脱方式依据污染底泥物理状态分为三种类型，具体如下：a)

0μm～4μm气方式进行洗脱；b)

底质为粉砂（粒径

4μm～μm），污染底泥形态具有一定流动性和含水率，底泥扰动设备采用曝气、射流方式进行洗脱；c)

63μm～2000μm备采用射流、机械搅拌方式进行洗脱。8.3 底泥洗脱设备运行8.3.1 运行准备底泥洗脱设备运行前，准备工作如下：a)

勘察水体河床地形，画出等高线，编制底泥洗脱设备运行最佳路线；b)

清除或避让水下障碍物，便于底泥洗脱设备作业；DB13/T

5427—2021c)

多点检测底泥参数，确定底泥洗脱频次。8.3.2 作业程序底泥洗脱设备运行作业，步骤如下：a)

b)

为减少噪声影响，洗脱设备由临时动力电供电；在无外接电源条件下，可采用发电机供电；c)

洗脱设备调试，包括洗脱机运行和洗脱水的污/水分离，优化运行参数；d)

根据底泥污染区分布程度，每一作业点洗脱时间

～5.0min；e)

洗脱水处理后透明、清澈再回到水体；f)

洗脱仓底部布置排泥管，定期排泥。8.3.3 设备使用与维护8.3.3.1底泥洗脱设备运输、卸货和拼装准备，具体如下：a)

勘查底泥洗脱工程周边环境，确定最优运输路线、设备吊装点及装卸方案；b)

底泥洗脱设备运输采用高低板货车进行运输；c)

卸货、拼装采用吊车吊装；d)

拼装场地空旷平整。8.3.3.2 洗脱设备安装下水、试运行工作，具体如下：a)

确定起吊点将设备吊装到工作水域；b)

安装电气系统、安全防护系统以及管道紧固件连接；c)

对机电设备进行检查；d)

自带发电机需启动发电进行机电设备调试；e)

药剂调配，并调节计量泵额定流量锁定位置。8.3.3.3 设备使用符合下列要求：a)

启动电源，开启搅拌泵对加药箱内部药剂进行搅拌，使其达到使用标准；b)

调节升降装置，将扰动装置放置在合适的作业位置。启动扰动装置进行工作；c)

自吸泵（进水泵）运行前将进水胶管放入扰动装置出水管内，启动自吸泵进行工作；d)

打开加药阀门，启动加药泵进行加药工作；e)

调节自吸泵（进水泵）出水阀门及加药泵流量控制开关，根据现场需求调节大小，使水处理效果达到最佳；f)

设备停止运行后将扰动装置提升，关闭加药泵入口阀门及自吸泵出水阀门。洗脱作业时，应根据河底污泥厚度决定停留时间，平均应提升一次扰泥水箱或设备，每次向前移1.1h8.3.3.4 设备维护符合下列要求：a)

按照设备管理“四无六不漏”原则检查各机电设备并进行维护整改；b)

定期检查加药管道、进水管道\出水管道及电机运转设备润滑状况；c)

外接电源前要对预接电网电压进行测量，严格按电力管理规定要求进行；d)

外露电气设备做好防水措施。9 底泥洗脱生态恢复施工方案底泥洗脱生态恢复工程施工组织设计方案主要包括以下内容：编制依据；工程概要；施工条件；工程项目、工程量；施工的组织管理机构；施工准备工作计划；施工监测；洗脱设备的选择与配备；10DB13/T

5427—2021施工方法与工艺；工程进度计划；施工质量管理；安全文明施工；环境保护；各项资源需求、供应计划；施工预算；交工验收；附件。9.1 底泥洗脱水环境要求9.1.1 底泥洗脱水体生态恢复要求和黑臭水体。a)

草型水体是清澈见底且拥有丰富沉水植被的草型清水状态水体。草型清水生态的特点是水体清澈，底栖植物生长茂盛，形成多级营养网，能量流动充分，物质呈闭循环；b)

藻型水体是水体高度浑浊且富含高浓度浮游植物和悬浮泥沙颗粒的藻型浊水状态水体。藻型浊水生态的特点是水体浑浊、蓝藻是优势物种，水体溶解氧下降、鱼类等动物死亡、水体散发异味；c)

黑臭水体是水体有机物污染的一种极端表现，大部分水体黑臭机理基本一样，它是由于水体缺氧，有机物腐败而造成的。当大量的有机污染物进入水体，在好氧微生物的生化作用下，消耗了水体中大量的氧气，使水体转化成缺氧状态，致使厌氧细菌大量繁殖，有机物腐败、“”水体浑浊黑臭，生态系统退化；d)

底泥洗脱的根本目标是促进水体生态由藻型浊水生态及黑臭水体向草型清水生态的转型。底泥洗脱生态恢复就是通过减低内源污染负荷，提高水体透明度，增加补偿深度，恢复水生植物尤其是沉水植物，提高水体自净能力，实现以太阳能为主要驱动力的水生态完整性修复。9.1.2 底泥洗脱水体生态恢复底质要求9.1.2.1 0μm～4μm4μm～63μm63μm～-2000μm）三个粒级类型。9.1.2.2 底泥洗脱通过对表层底泥进行机械搅动、曝气、水力冲刷等，打破水-沉积物界面的固液相平衡，使底泥中密度较小且通常为有机物质的部分进入水相并将这部分混合相转移进行异位处理，余下大颗粒部分沉降形成覆盖层，在一定程度上阻止了深层污染物释放。底泥洗脱处理底泥物理性状结构目标是处理后底泥中砂占比显著提高，黏土和粉砂占比显著降低。洗脱后底泥粒径占比

μm

达到50%及以上。9.1.2.3 对于砂质底泥的水体实施底泥洗脱生态修复工程措施，洗脱后底泥粒径占比

75μm

及以上。9.1.2.4

75μm

达到

50%～。9.2 方案要求9.2.1 物含量以及对水质水生态的危害程度进行。同时，底泥洗脱必须与生态恢复有机结合，才能达到较好的净化效果。一般来说，洗脱需要考虑的生态恢复条件：适当的水深条件、适宜的底质与地形条件、以及适宜的光照与透明度条件。9.2.2 良、洗脱精度高、施工效率高的底泥洗脱设备。11DB13/T

5427—20219.2.3 在选定底泥洗脱施工设备后，一般情况下根据不同条件采用分段、分区施工方法，洗脱时间、洗脱频次根据底泥污染分布情况来确定。9.3 工艺流程采用底泥洗脱设备施工时，其主要施工工艺流程：物理扰动→污水提取→加药搅拌→泥、水分离→污泥处置。9.4 洗脱污泥输送方式底泥洗脱污染底泥输送方式包括管道输送、汽车输送以及船舶输送。通常采用罐车运输，避免对环境造成污染。10 洗脱污泥的无害化与资源化利用10.1 无害化技术10.1.1 洗脱污泥无害化可通过物理化学法和生物工艺来完成。10.1.2 高氮、磷污泥无害化主要采用植物修复技术，依靠植物的吸收、同化，转化为植物体，然后被直接收割或被草食动物进一步同化。10.1.3 10.1.4 对于重金属及有毒有害有机污染物含量较高的洗脱污泥，采用玻璃化法等固定技术将污染物永久固定，并进行卫生填埋。10.2 资源化利用技术10.2.1制造建工材料技术洗脱污泥可用于制造成陶粒以及其他建工材料，如利用制砖、利用水泥回转窑处理污泥，燃烧后的燃烧后的残渣可成为水泥熟料的一部分。10.2.2 土地利用技术10.2.2.1 土地利用技术包括堆肥与农用技术和生态湖滨带营建技术。需注意的是，底泥农用时必须

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10.2.2.2 当达到限度时，底泥农用应暂停一段时间，同时整个利用区应该建立严密的使用、管理、监测和监控体系，关注区域内的土壤、地下水、地表水、作物等相关因子的状态和变化，并根据发生的变化做出相应的调整，保障底泥农用更加安全有效。10.3 其他无害化、资源化利用技术经过脱水浓缩预处理后的污泥通常采用投海、堆肥、填埋、干式热处理、工业化回用等几种处理处置措施。洗脱的污泥还可用于填地造景，开发旅游资源。利用洗脱的污泥还可以修复严重扰动的土地。11 运维管理12DB13/T

5427—2021底泥洗脱生态恢复工程按照“调查-规划-设计-施工-维持管理”的技术路线，维护与管理应纳入整个底泥洗脱生态恢复工程实施方案中。在全面把握底泥洗脱内源治理的基础上，对底泥洗脱生态恢复工程前后进行全过程管理。在明确生态恢复目标的基础上，建立维护与管理的长效运行机制。管理要求具体如下：a)

行政主管部门可安排专业养护人员，或采取委托专业公司社会化管理的形式，进行专门的维护管理；b)

对治理区域进行定期的水质、底泥状况进行观测