堿渣淤泥加速干固造地工程研究

（中交上航（福建）交通建設(shè)工程有限公司，福建 廈門 361000）

進(jìn)行環(huán)境治理的根本目標(biāo)就是要將環(huán)境恢復(fù)到未發(fā)生污染前的狀態(tài)，這需要一定的時(shí)間和技術(shù)作為保障。就當(dāng)前的環(huán)境治理力度來(lái)看，污染治理更需要結(jié)合實(shí)際污染情況，采用切實(shí)措施，將治理后的效益充分發(fā)揮，才能吸引相關(guān)單位投入治理過程中。堿渣淤泥加速干固造地工程可以將被污染的堿渣淤泥地進(jìn)行快速干涸固化，成為建筑用地等，實(shí)現(xiàn)了資源的再利用，對(duì)于國(guó)家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)建設(shè)，都有重大的價(jià)值。而相關(guān)技術(shù)的研究和應(yīng)用，顯得非常重要。

1 堿渣的處理及堿渣淤泥加速干固造地工程的必要性

堿渣是堿廠使用氨堿法生產(chǎn)純堿過程中產(chǎn)生的白色固體肥料，屬工業(yè)廢渣之一。當(dāng)前我國(guó)生產(chǎn)純堿大多是采用氨堿法，因此會(huì)產(chǎn)生大量的廢渣，這些廢渣會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成影響。堿渣對(duì)環(huán)境和人們生活帶來(lái)的危害早已被知。對(duì)此，國(guó)內(nèi)外也有針對(duì)堿渣如何變廢為寶的研究，提出了眾多有效的方法。國(guó)內(nèi)對(duì)堿渣也有深入的研究，因?yàn)槲覈?guó)堿廠多，純堿工業(yè)在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中地位重要。因此，在這方面的研究利用研究也較為深入。目前常見的堿渣處理方法有：直接處理法，通過焚燒處；中和法，通過二氧化碳或者硫酸中和堿渣和廢液，調(diào)節(jié)pH值后通過污水處理廠生化處理；WAO法，高溫高壓條件下將氧氣作為氧化劑，液相中郵寄氧化為二氧化碳及水等小分子有機(jī)物，等等?？偟膩?lái)說，目前對(duì)堿渣淤泥的處理，主要的辦法就是合理排放和集中堆存，很少涉及加速干固的問題。這主要是因?yàn)閲?guó)外的污染面積和程度較小，這種程度的處理就可以滿足實(shí)際治理需要。但我國(guó)很多需要治理的區(qū)域面積較大，程度較深，加速干固的難度也比較高，有做此研究和處理的必要性。具體的做法就是基于對(duì)堿渣成分的分析，確定其性狀等因素，通過化學(xué)改性等方法，提高干固的速度?；瘜W(xué)改性可以改善堿渣對(duì)水分的持有性能，提高干固效率，同時(shí)也有助于抗壓強(qiáng)度的提升，對(duì)干固造地工程有非常直接的幫助。

2 堿渣淤泥加速干固造地工程的具體實(shí)施

通過具體的方法措施，提速堿渣淤泥加速干固，這對(duì)整個(gè)污染物造地工程有非常重要的價(jià)值。

2．1 堿渣淤泥加速干固造地工程技術(shù)路線選擇

堿渣是一種嚴(yán)重的環(huán)境污染物，其主要成分為鈣、鎂、鈉等為主的鹽類，還包括氧化鐵，以及一些不溶于酸的物質(zhì)，因?yàn)槠鋬?nèi)部含有較多CI，因而很難被干燥。當(dāng)這些堿渣被排放到自然環(huán)境中，會(huì)與其中的一些物質(zhì)結(jié)合，構(gòu)成一些孔隙大、含水高、硬度差的淤泥狀物質(zhì)，加之內(nèi)部含有微生物和有機(jī)物等，更使得脫水難度加大。在堿渣淤泥中，水以5種方式存在，具體如表1所示。

表1

由上表可以看出，除了間隙水比較容易處理外，其他堿渣淤泥中的水分很難通過機(jī)械的方式完成相應(yīng)的處理。堿渣內(nèi)的水分與固體物質(zhì)結(jié)合非常緊密，其結(jié)合力要與堿渣物質(zhì)中的固體粒子吸水能力有直接關(guān)系。只要降低這些固體物質(zhì)粒子對(duì)水分的吸附能力，就可以有效地提升干固效率。而化學(xué)改性技術(shù)的引入，就是要改變堿渣中各類物質(zhì)對(duì)水分的吸附作用效果，進(jìn)而提升其干固效率。通過采用該技術(shù)方法，可以顯示幾個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)：一是能夠直接降低淤泥的保持水能力，加速淤泥干固速度；二是能夠提升堿渣的固結(jié)硬度，使得其表面強(qiáng)度得到很好的改善。在實(shí)際的工程作業(yè)中，這兩個(gè)方面特性都是非常有利的因素。

2．2 堿渣淤泥加固造地工程的技術(shù)要求

通過采用這一技術(shù)路線，需要對(duì)堿渣淤泥中添加干固劑，在具體的工程實(shí)施過程中，還要有一個(gè)基本的前提條件，要確保不制造二次污染問題。對(duì)于干固劑選擇方面，具體來(lái)說有以下幾個(gè)要求：（1）不會(huì)對(duì)土壤構(gòu)成任何污染問題。將干固劑加入被測(cè)堿渣淤泥中，會(huì)發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)，而此時(shí)的添加物和新生成物都不能對(duì)土壤構(gòu)成污染，不可對(duì)人類和生物等的健康和安全行成危害作用，不能產(chǎn)生惡臭等不舒適味道等。如果這些問題存在，也就失去了治理的作用。（2）不會(huì)對(duì)地表水和形成污染。改性處理的堿渣淤泥其水溶性會(huì)進(jìn)一步降低，只能改善對(duì)地表水的原有污染狀況，而不會(huì)形成任何新的水體污染問題。（3）要考慮工程成本問題。干固造地是一項(xiàng)較為巨大的工程項(xiàng)目，如果實(shí)施成本過高，其可操作性就會(huì)受到影響，在實(shí)際的應(yīng)用中也會(huì)受到很大限制。

基于以上三點(diǎn)考慮，需要針對(duì)工程施工中所采用的各種干固劑試劑、溶劑、助劑等，進(jìn)行反復(fù)的研究和配比，針對(duì)治理對(duì)象的具體污染情況，獲取最優(yōu)化的實(shí)施方案，以取得最佳的治理效果。

2．3 堿渣淤泥加速干固造地工程中的具體實(shí)踐

某工程路段范圍內(nèi)地表以下有5m的堿渣，由于堿渣含水量高、遇水強(qiáng)度顯著降低，考慮到其道路的工程性質(zhì)交叉，為此，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)堿渣進(jìn)行取樣，并對(duì)其進(jìn)行室內(nèi)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、承載力測(cè)定，同時(shí)利用不同的輔料（水泥、石灰、粉煤灰）及土與堿渣進(jìn)行摻配，利用堿渣作為路基處理填料，并以此確定何時(shí)的處理方式，并提出合理的方案。

為取得最佳的堿渣淤泥速干處理效果，必須對(duì)干固劑及其配套制劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，采用被治理環(huán)境的堿渣淤泥樣品，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下調(diào)試最適合的配比方法?；诖耍倮^續(xù)研究具體的施工流程和關(guān)鍵工序的標(biāo)準(zhǔn)要求，使得干固劑的效能得到最佳發(fā)揮，同時(shí)，確保施工成本在預(yù)期允許的范圍內(nèi)。

具體到施工應(yīng)用過程中，不但要制定詳細(xì)的技術(shù)方案，根據(jù)施工進(jìn)度調(diào)整干固劑的劑量和配方，還要有應(yīng)對(duì)不同情況的充分準(zhǔn)備，針對(duì)不同情況有可以應(yīng)對(duì)的具體措施。要加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)堿渣淤泥干固情況的監(jiān)測(cè)，根據(jù)這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整下一步干固劑的配比實(shí)施方案。具體的監(jiān)測(cè)方法有幾個(gè)要點(diǎn)需把握：

一是目測(cè)比較。就是通過眼睛直接觀察堿渣的顏色和性狀等發(fā)生的變化，長(zhǎng)期堆放的未處理堿渣表面會(huì)呈現(xiàn)灰白色，其外面有一層干殼，內(nèi)部是白色的膏狀物，粘手，沒有任何強(qiáng)度。加固化劑后，手感會(huì)干燥硬實(shí)，強(qiáng)度也有較大改善。

二是對(duì)密度進(jìn)行測(cè)量。正常情況下的堿渣樣品其密度大多處于1.5～1.58g/ml的范圍，加入干固劑并充分作用后，其密度會(huì)有顯著提升，檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，其密度可以達(dá)到1.9～2.0g/ml的范圍。密度越大，說明干固效果越顯著。

三是對(duì)脫水率的測(cè)量。此時(shí)，可以將檢測(cè)樣品置于烘箱內(nèi)，保持120℃的溫度，持續(xù)烘烤15小時(shí)，此時(shí)樣品的水分已經(jīng)完全喪失。稱取烘烤前后的樣品質(zhì)量，并對(duì)比前后的差異性，就可以得知樣品的脫水率情況。通常情況下，未處理的堿渣樣品其實(shí)際脫水率大約為51.8%～53.1%，而經(jīng)加固劑處理的樣品其脫水率可以達(dá)到30.6%～36.7%的程度，其水分的脫失情況會(huì)比較明顯。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為提高堿渣淤泥干固速度，確保造地工程在時(shí)限內(nèi)完成各種建設(shè)工作，需要針對(duì)堿渣淤泥進(jìn)行脫水處理，利用化學(xué)方法降低堿渣物質(zhì)的持水性能，進(jìn)而提高干燥速度和固化程度。相關(guān)處理技術(shù)和方法的研究和實(shí)施，有非常大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益，是我國(guó)開發(fā)堿渣污染地域和進(jìn)行環(huán)境治理的有效手段。這種技術(shù)的選擇，需要根據(jù)具體的污染情況來(lái)確定方案和實(shí)施的過程，同時(shí)還要充分考慮避免治理中的二次污染問題，這也是要不斷升級(jí)治理技術(shù)的原因。