河道疏浚淤泥固化技术研究

随着环境整治工作的不断深入，淤泥的大量产生已经成为不可避免的事实。面对我国人口增长与耕地减少的矛盾，淤泥的开发是解决矛盾的有效途径。因此淤泥的开发利用是最有价值的潜在资源，淤泥的固化技术有很大的发展前景。

一、资源化处理是淤泥处理的方向

目前常用的废弃淤泥资源化方法有物理脱水、热处理和化学固化处理三种。物理脱水方法最直接的办法就是采用脱水设备如离心机、压滤机等进行机械脱水，从而降低淤泥的含水率。但此种脱水方式需要提供特定的场所和设备，处理费用高、处理效率低，淤泥往往需要进行二次处理才能为工程所用。热处理方法主要是通过烘干、烧结等方法使得淤泥在热能及高温下发生化学反应，从而改变土的结构成分，将淤泥转化为良质土工材料。这种处理方法对场地有严格的要求，其应用受到一定的局限性。化学处理方法主要向淤泥中加入一定量的固化剂作为土壤改良剂，土体与固化剂相互作用，改变淤泥的特性，使得固化或改性后土体能够满足工程要求。这种方法可以将高含水率、低强度的废弃淤泥转化为高强度、低渗透性的工程用土，处理量大，工期短，价格低廉，一次处理便可达到工程要求。综上所述：对疏浚淤泥进行化学固化处理，使其转化为良质土工填料，有利于河道疏浚和净化城市环境，同时能够将疏浚淤泥进行资源化开发利用，化害为利，有利于社会的可持续发展。

二、疏浚淤泥的固化处理技术与资源化利用

目前国内外淤泥固化处理技术主要包括物理脱水固结、高温溶解烧结和化学固化三类。

2.1物理胶水固结

物理脱水固结是指通过采用晾晒、机械脱水、袋充脱水的办法去掉淤泥中多余的自由水。当产生的淤泥量较水而且有场进进行摊铺晾晒时，可以采用晾晒的方法，通过晾晒蒸发云掉淤泥中多余的水分后，即可用作填土材料进行使用。但这种方法只适合用于少量淤泥的处理，而且要有足够的场地，同时受天气的影响也很大。机械脱水的方法是便用脱水机械将淤泥中多余的水分除去，脱水后易于运输和使用。但是由于疏浚工程产生的淤泥量巨大，普通脱水设备的价格较高，加之脱水效率较低，难以满足大型疏浚工程要求，而且淤泥经过脱水后其含水率仍接近液限水平，还需要进行二次处理才能满足工程用土要求。在各种筑堤、填海、堤岸加因工程中，对于含沙量较高的淤泥，也有限多采用高压袋充因结排水的方法进行资源化如用。如在永定新河建闸的围堰工程中，由于外运土料距离远、成本高，就采用土工织物袋高压充填的方法建堰。袋充方法具有施工速度快、造价低、就地取材的特点，但只适用于含沙量较大的淤泥，对于粉粒、黏料含量较高的淤泥该法难以达到预期的效果。

这里应该指出的是，上述三种物理脱水固结技术只是将孔隙水部分或全部脱出，并没有除去其中的污染特质，也就是说处理后仍具有污染性。因此，对于有高污染性的疏浚淤泥，采用物理脱水固结后，仍应考虑采取措施防止二次污染。

2.2高温溶解烧结

高温溶解烧结处理是通过高温处理，以便疏浚淤泥脱水、有机成分分解、颗粒之间黏结，或无机物发生溶解，然后再通过冷却，使得淤泥熔合成具有相当强度的固体颗粒。高温溶解烧结处理的一个重要优点是“减污作用”，即溶解有机污染物，提高无机污染物的惰性。

淤泥通过烧结处理可以制成建材，也是一种经济有效的资源化方法，其主要用途有制轻质陶粒、熔融微晶玻璃、生产水泥、制砖等。

轻质陶粒一般可作路基材料、混凝土骨料或花卉的覆盖料，但由于成本和商品流通上的问题，还没有得到广泛应用。日本研制成功的淤泥微晶玻璃，是建筑物优良的装饰材料，其类似于人造大理石，外观、强度、耐热性都比较优良。

利用淤泥生产的生态水泥成本仅为普通水泥的三分之一，但因原料不同而其化学成分、性能筀等有所不同，由于生态水泥含氯盐较高，会使钢筋锈蚀，一般主要用作地基的增强因化村料和混凝土。用淤泥为主要原料制成的砖块透气性好、重量轻、如将其用于铺设人行道，雨水能够比较容易渗过砖块直接进行地址，从而可防止因下水道排水不畅而造成的积水。如苏南运河苏州段疏浚工程高向当地的窑厂提供淤泥六十多万平方米，用于生产砖瓦；近年来浙江省出台了利用淤泥制砖造瓦，一此砖瓦企业纷纷投资与河道疏浚并利用淤泥制砖造瓦，有效加快了河道疏浚，一举多赢。

疏浚淤泥的高温溶解烧结方法是一种具有高附加值的处理方法，也是解决疏浚淤泥出路问题的有效货途径，但是对疏浚淤泥的性质有一定要求，而且烧结处理要在大型的固定工厂内进行，给疏浚淤泥长距离运输带来不便。由于处理量有限，处理设备为固定式且投入巨大，不适宜于处理大量的疏浚淤泥。

2.3化学因化技术是向淤泥中添加固化材料，通过搅拌混合、养护，使淤泥、水、固化材料之间发生一系列的水解和水化反应。在淤泥颗粒表面产生胶凝物质，使淤泥颗粒具备一定的水稳定性和强度稳定性。

另外，具有胶凝性质的水化产物在淤泥颗粒之间形成了网状结构，即构成了骨架，结晶类的水化产物则填充网状结构的孔隙，待硬化后淤泥便具备了一定的结构强度。显然，化学固化处理不仅可以增大淤泥颗粒的粒径，还可以通过固化材料的水化作用有效地降低淤泥的含水率。另外，包裹着淤泥颗粒的凝结硬化壳可有效地降低其中污染物质的活性，从而起到一定的“减污”作用。

疏浚淤泥化学固化处理技术的优点主要有：

2.3.1适用于大量、大规模的疏浚淤泥处理，可以广泛地用于填海等大型工程；

2.3.2施工简便灵活，同时由于具有快硬性，可以缩短填土施工工期；

2.3.3可以根据因化疏浚淤泥的用途设计配方，一次处理使其满足工程对强度、变形和渗透性的要求；

2.3.4固化反应后所产生的包裹着淤泥颗粒的凝结硬化壳可有效地降低疏浚淤泥中污染物的活性，从而起到一定的“减污”作用；

2.3.5若采用工业废料粉煤灰、废石膏等作为辅助固化材料，则可进一步降低工程造价，同时也消纳了粉煤灰、废石膏等工业废料，能够产生较好的环境效益。

疏浚淤泥固化处理技术的缺点是：前期设备投入较大，成本较高，不适合小规模的填筑工程。

综上成述，采用物理晾晒方法处理淤泥，虽然施工简间、处理成本低，但晾晒需要占用大面积场地，而且易受天气影响，而机械脱水设备价格较高，处理效率低，难以满足大型疏浚工程的要求，目前在国内也未得到广泛应用；采用高温溶解烧结方法处理淤泥，能产生较高附加值的产品，但其对淤泥性质有一定要求，而且处理费用高、处理淤泥量有限，对处理含沙量过高的疏浚淤泥不适用，对处理大量的淤泥也不太合适；采用化学固化方法对淤泥进行处置，处理效率高、施工方便，而且易于推广应用，如目前采用该技术对无锡长广溪堆场淤泥进行固化资源化利用已经获得了成功，但化学固化方法处理淤泥的投资较大，因此开发适应我国国性的淤泥固化处理设备和固化剂势在必行。

结束语：

利用固化技术处理城市河道淤泥既能缓解日益严峻的疏浚淤泥处置问题，又能解决当前很多地区工程用土紧缺的难题。淤泥处置是当前城市河道及湖泊水库清淤所面临的突出问题，推广淤泥固化技术，实现淤泥的资源化利用，经济效益、社会效益和生态环境效益显著，具有重大示范意义和推广前景。因而推进淤泥固化处置标准的标准化进程具有重要的现实意义和价值。