城市建筑泥漿處理技術(shù)及資源化利用新途徑
——以寧波市為例

李興文

城市建筑泥漿處理技術(shù)及資源化利用新途徑
——以寧波市為例

李興文

（路德環(huán)境科技股份有限公司，湖北武漢430070）

根據(jù)城市建筑泥漿的性狀特征，在添加FSA，HEC等復(fù)合材料對(duì)泥漿進(jìn)行調(diào)理后，采用“泥漿脫水固結(jié)一體化處理工藝”進(jìn)行即時(shí)脫水，并對(duì)產(chǎn)生的泥餅進(jìn)行資源化利用，實(shí)現(xiàn)了城市建筑泥漿的無害化處理及資源化利用。

建筑泥漿；脫水固結(jié)一體化；泥餅；資源化利用

寧波是我國沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，城建規(guī)模龐大，因地質(zhì)結(jié)構(gòu)特殊（海相沉積淤泥層厚度超過60 m），基礎(chǔ)建設(shè)泥漿年產(chǎn)生量常年保持在4 000萬m3以上。然而，根據(jù)《寧波市城市總體規(guī)劃（2006—2020）》（2015年修訂），到2020年寧波要建立健全的海洋生態(tài)保護(hù)體系，嚴(yán)格控制向海域排放污染物，寧波市現(xiàn)有的建筑泥漿直排海洋的做法將最終被禁止。面對(duì)如此巨大的泥漿產(chǎn)生量，社會(huì)各界人士要求對(duì)其進(jìn)行減量化、穩(wěn)定化處理與資源化利用，以避免排入河道水系，影響城市排澇防洪和環(huán)境景觀。因此，尋找到一種成熟的工藝技術(shù)，使寧波市建筑泥漿能夠?qū)崿F(xiàn)“減量化、無害化、穩(wěn)定化”的處理目標(biāo)，就顯得尤為迫切。

1 建筑泥漿性狀

還含有對(duì)常規(guī)膠凝材料有害的物質(zhì)。

建筑灌注樁的施工有泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁、旋挖成孔灌注樁、沖孔灌注樁、長螺旋鉆孔灌注樁、干作業(yè)樁及沉管灌注樁等。而在灌注樁鉆孔過程中通常采用泥漿護(hù)壁技術(shù)，但廢泥漿的處理一直是困擾工程施工的難題。廢泥漿中含有大量的黏性土、砂土、碎石土、風(fēng)化巖石、礦物和巖屑等，它的稠度大，既不能直接排放，又難以自然沉降。若不及時(shí)處理，不但影響施工，而且會(huì)造成環(huán)境污染或水質(zhì)污染等公害。

經(jīng)檢測，寧波市區(qū)建筑泥漿含固率一般為20%～30%，容重平均1.25 t/m3，有機(jī)質(zhì)含量1%～5%，干粒比重2.67。粘性非常大，自然脫水、機(jī)械脫水困難。通過聯(lián)合測定法對(duì)泥漿顆粒分析結(jié)果如表1。

寧波市的地質(zhì)勘查資料顯示：寧波地區(qū)的土層為海相、沖湖相的粘土、淤泥質(zhì)粘土、淤泥、粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土夾粉砂，呈流塑或軟塑狀態(tài)；這些開挖、鉆孔或疏浚出來的淤泥、粘土，因?yàn)檎沉：扛?、有機(jī)質(zhì)含量高、含水量高、壓縮性大，致使其工程特性極差，同時(shí)

表1 顆粒分析（聯(lián)合測定法）結(jié)果

2 現(xiàn)有處理方式及存在的問題

目前，寧波市建筑泥漿的處理方法是用槽罐車運(yùn)到臨時(shí)中轉(zhuǎn)碼頭，裝船后運(yùn)至深海傾倒。該處理方式原始落后，產(chǎn)生了許多問題：一是費(fèi)用高、效率低，施工緊張時(shí)，槽罐車晝夜運(yùn)輸尚不能滿足施工進(jìn)度要求；二是施工現(xiàn)場環(huán)境惡劣，槽罐車在運(yùn)輸途中也常因泥漿水漏灑在城區(qū)干道上而污染了市容環(huán)境。

建筑泥漿運(yùn)輸及傾倒過程中，涉及到水利、城管、海事、港航、海洋等管理部門，各部門權(quán)限分散，協(xié)同配合不夠，監(jiān)管力量和手段不足，執(zhí)法效果不理想；另一方面建筑泥漿偷排對(duì)運(yùn)輸企業(yè)具有巨大的吸引力，從而致使偷排現(xiàn)象普遍，造成三江河道淤積日趨嚴(yán)重，河道行洪能力不斷下降，水質(zhì)日益惡化。

根據(jù)有關(guān)資料反映，2002年三江口最深處的水深條件是21.3 m，到2008年只有18.9 m，6年時(shí)間淺了2.4 m，河床平均每天增高1.1 mm，部分河段的灘涂高度已超過高潮位線。近年來，負(fù)責(zé)甬江流域航道清淤工程的有關(guān)部門給寧波海事局的報(bào)告指出，甬江清水浦上游11 km航道已經(jīng)處于嚴(yán)重阻礙航行狀態(tài)；在航道例行測量時(shí)發(fā)現(xiàn)甬江口主航道出現(xiàn)長390 m、寬40 m的淺區(qū)，緊急疏浚施工時(shí)，發(fā)現(xiàn)淺區(qū)存在著大量建筑垃圾和石塊，在甬江主航道和錨地違法傾倒建筑垃圾，對(duì)港口生產(chǎn)、地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了嚴(yán)重影響（圖1）。

圖1 寧波三江口建筑泥漿違法傾倒造成的河道淤泥堆積

3 建筑泥漿“脫水固結(jié)一體化處理”方案

3.1 處理思路

根據(jù)建筑泥漿體量大、含水高、顆粒細(xì)等特點(diǎn)，添加FSA泥沙聚沉劑（The Flocculating-settling Agent for Sediment，一種聚沉懸浮泥沙等微粒的線性水溶性聚合物專利產(chǎn)品，可協(xié)助實(shí)現(xiàn)泥水的即時(shí)分離）、HEC高強(qiáng)高耐水土體固結(jié)劑（High Strength and High Waterproof Earth Consolidator，一種無機(jī)水硬性膠凝材料，其活性組分直接滲入被固結(jié)材料基本單元的相界面，激發(fā)被固結(jié)材料中鋁硅酸鹽活性，利用多組分復(fù)合產(chǎn)生超疊加效應(yīng)，使之形成多晶聚集體。HEC水化產(chǎn)物將被固結(jié)材料基本單元粘結(jié)成為牢固的整體，從而產(chǎn)生較高強(qiáng)度和水穩(wěn)定性）等復(fù)合材料對(duì)泥漿進(jìn)行調(diào)理調(diào)質(zhì)，并采用“泥漿脫水固結(jié)一體化處理技術(shù)”進(jìn)行機(jī)械脫水，將其迅速分離成清水和“泥漿改良土”，并完成對(duì)重金屬、微生物、細(xì)菌等有害物質(zhì)的固結(jié)、消毒或鈍化，特別適合施工場地小、土地資源缺的城市河湖清淤、工程開挖泥漿對(duì)減量化、穩(wěn)定化、無害化處理的要求。3.2工藝流程（圖2）

（1）格柵除渣。將建筑泥漿通過管道輸送或容器輸送到沉淀池重力分選，將較大顆粒粒徑碎石、磚塊等沉淀，漂浮雜物用格柵機(jī)進(jìn)行攔截。

（2）泥漿輸送。根據(jù)水力學(xué)原理，修建一小型沉淀池用于沉淀，其大小根據(jù)雜物含量和泵送流量確定，將較細(xì)顆粒沙與泥漿泵送至調(diào)節(jié)池、均化池。

圖2 建筑泥漿脫水固結(jié)一體化處理工藝流程圖

（3）材料添加。通過螺旋輸料機(jī)和固液混合器加入HEC固結(jié)劑、FSA泥沙聚沉劑等復(fù)合材料，完成調(diào)理調(diào)質(zhì)；同時(shí)使用重金屬離子去除劑對(duì)重金屬進(jìn)行鈍化、固封。

（4）調(diào)漿均化。采用機(jī)械攪拌方式，對(duì)均化池泥漿進(jìn)行調(diào)理調(diào)質(zhì)，使材料充分混合。

（5）泥水分離。泵送泥漿至脫水機(jī)械進(jìn)行泥水分離，壓濾尾水SS值小于20，懸浮物指標(biāo)可達(dá)到國家一類排放標(biāo)準(zhǔn)。清澈尾水可部分循環(huán)利用，部分回排河湖。

（6）脫水泥餅。脫水泥餅的即時(shí)含水率在40%以下，呈硬塑狀，7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于100 kPa，遇水不泥化，強(qiáng)度不降低，無二次污染。

（7）泥餅外運(yùn)。采用封閉車運(yùn)或船運(yùn)，并根據(jù)后期制磚或作為圍海造地回填土的最終處置方向運(yùn)送至相應(yīng)的處置場地利用。

3.3 主要技術(shù)參數(shù)

（1）泥沙聚沉劑對(duì)非均勻極細(xì)顆粒淤泥的重力濃縮沉降，清液界面沉降速度較常規(guī)提高一倍以上。

（2）污泥干成劑調(diào)理高粘度淤泥能夠營造深度脫水環(huán)境，短時(shí)間內(nèi)可將含水率≤97%的泥漿處理成含水率35%～40%的泥餅（土），而現(xiàn)有壓濾技術(shù)脫水只能做到60%左右。

（3）承臺(tái)技術(shù)的脫水時(shí)間大大縮短，固化效率提高，從與疏浚對(duì)接到淤泥土產(chǎn)品的全處理過程，將含水≤97%的疏浚泥漿脫水固化成工程用土，用時(shí)不足1 h。

（4）成套技術(shù)設(shè)備可多條生產(chǎn)線串聯(lián)、并聯(lián)或者串并聯(lián)布置，工廠化作業(yè)的單條生產(chǎn)線日處理疏浚淤泥3 000 m3，單線占地400 m2，綜合處理能力大、效率高，不受天氣影響。

3.4 方案主要特點(diǎn)

（1）既脫水又固化：通過機(jī)械擠壓（使用FSA泥沙聚成劑）脫去泥漿中的自由水，通過材料固化（使用HEC高強(qiáng)高耐水土體固結(jié)劑）提高土體強(qiáng)度。

（2）時(shí)間短效率高：建筑泥漿脫水固化過程50 min，處理設(shè)備采用模塊化，多套設(shè)備可同時(shí)運(yùn)行。

（3）減量多占地少：脫水泥餅體積較原來減量70%，含水率低，強(qiáng)度高，外運(yùn)量減少；泥餅可堆高，節(jié)約了堆存占地或填埋空間，綜合成本降低。

（4）工廠化運(yùn)行：本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了工廠化流水作業(yè)，可24 h連續(xù)運(yùn)行，不受天氣影響。

（5）過程清潔環(huán)保：處理過程不會(huì)造成粉塵、噪音的污染，固化物、余水排放無毒無害（過濾水清澈，懸浮物指標(biāo)SS小于20 mg/L，達(dá)到國家城鎮(zhèn)污水綜合排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)），固結(jié)體遇水不軟化、不泥化、無污染，汽車運(yùn)輸不漏撒。

（6）質(zhì)量穩(wěn)定可控：材料計(jì)量、設(shè)備運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，固化體穩(wěn)定。

4 脫水泥餅主要指標(biāo)及資源化利用途徑

建筑泥漿經(jīng)過“脫水固結(jié)一體化處理技術(shù)”工藝處理后，成為含水率40%以下的脫水泥餅，減量近70%。脫水泥餅的含水率在40%以下，呈硬塑狀，固化時(shí)間小于7 d，7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于100 kPa（表2）。

表2 泥漿固化物性能參數(shù)表

相關(guān)數(shù)據(jù)表明，脫水泥餅具有較高的土體強(qiáng)度，遇水不軟化、不泥化，運(yùn)輸不漏撒，大幅減少堆存占地，具有較高的力學(xué)指標(biāo)和穩(wěn)定的環(huán)保指標(biāo)?？梢宰鳛楣こ袒靥钔?、園林綠化土用于寧波市的圍海造地和重大工程回填土，也可以作為制磚或燒制陶粒的原材料，從而實(shí)現(xiàn)了建筑泥漿的減量化、無害化、穩(wěn)定化處理及資源化利用，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益以及巨大的社會(huì)環(huán)保效益。

［1］沙志貴，肖華，羅保平，等.淤泥脫水固結(jié)技術(shù)在環(huán)保清淤工程中的應(yīng)用［J］.人民長江，2013（6）：64-46.

［2］周小國，伍秀群，劉黎慧，等.河湖污染底泥脫水固結(jié)一體化處理處置技術(shù)及應(yīng)用［J］.中國高新技術(shù)企業(yè)，2014（20）：74-75.

［3］陳士強(qiáng)，季光明，楊國錄，等.清淤泥漿脫水固結(jié)一體化處理方法［P］.中國：200910273350.4.

The treatment technology and new approach of resource utilization to the urban construction mud—Taking Ningbo as an example

LI Xingwen
（ROAD Environment Technology Co，Ltd.，Wuhan 430070，China）

According to the characteristics of urban construction mud，adding FSA，HEC and other composite materials to the mud，in the process of slurry dewatering and consolidation，the mud is carried out instant dehydration，and the production of mud cake is used to realize the harmless treatment and resource utilization.

construction mud；dewatering and consolidation；mud cake；resource utilization

X703

A

1674-0912（2015）12-0039-41

2015-11-18）

李興文（1981-），男，管理學(xué)碩士，企業(yè)發(fā)展部經(jīng)理，長期從事企業(yè)創(chuàng)新管理、投融資管理等方面工作。