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摘要：结合目前国内两类商业化的淤泥处理及资源化利用技术：淤泥固化、烧结技术和物理脱水、分离技术，阐述了淤泥处理及其资源化利用与商业化相结合的必要性。着重介绍了淤泥干化处理方法及资源利用技术的工程运用，具有低能耗、处理方便、资源再生特点，适合大规模清淤。
关键词：淤泥干化；资源化利用；商业化
1引言
采用淤泥疏浚去除湖体营养物和控制内源污染，已被国内外普遍认为是最有效的方法。为改善水质，需要对太湖重污染湖湾进行大规模的疏浚清淤作业。
根据《太湖底泥与污染物情况调查》仅无锡周边的梅梁湾、竺山湾、贡湖湾的淤泥量约为19.12×108m3，仅是整个太湖淤泥的三分之一。以80元/m3的清淤成本计，需要资金约152亿元；以淤泥堆场平均厚度4.0m计，需要占用土地面积约478平方公里。据此，大规模清淤存在两大困难：筹集资金和淤泥处置。
所以，我国也必须走淤泥处理与商业化开发利用相结合的道路。学习国际成功经验，探索适合我国国情的疏浚淤泥处理与资源化利用技术，行可持续发展的绿色经济之路。
2 淤泥处置难点
2.1疏浚淤泥的脱水
疏浚淤泥特性主要表现为黏粒含量高、含水率高、压缩性大、强度低、渗透性能差、排水固结缓慢。如能有效地降低含水率、降低压缩性、提高其强度，则能为淤泥处置和资源化利用提供更大的空间。改善淤泥处置困难的最有效途径是提高“减水处理”效率。“减水处理”的难点问题是存在于淤泥颗粒间孔隙的吸附水处理。
2.2淤泥污染物的控制
疏浚淤泥存在一定的污染性，通常含有各种重金属（如铅、镉、汞、锌等）和有机污染物（如石油烃类、多氯化联苯、病原微生物等）。淤泥处置及资源化利用一定注意防止污染转移造成二次污染。首先淤泥脱、排水的尾水排放要达标排放，必要时需配套水处理设备。其次，这些污染物往往吸附在细小的黏粒表面，分离和清除非常困难。美国环保局曾将固化/稳定化技术称为处理有毒有害废物的最佳技术。固化技术将污染物物理性地固封在土壤中，隔绝污染物与外界的交换；稳定化技术将污染物转化成不易溶解、迁移性或毒性更小的形式来实现无害化。
3国内淤泥商业化处理现状
目前国内的淤泥处理及资源化技术可大致分为两类：一类是淤泥固化、烧结制成建筑新材料技术；另一类是的物理脱水、分离出建筑原材料技术。这样不仅节约土地资源，而且缓解我国土木工程材料日益短缺的问题；还能增加收入降低清淤成本。
3.1淤泥固化、烧结技术
由于淤泥的孔隙比大，含水率高，所需添加的固化材料数量较大。例如：哈尔滨市马家沟河河底淤泥的固化中，固化材料用量占淤泥量的30%～40%。固化材料加上搅拌、运输等费用，固化处理费用比较高，工程实际表明，对淤泥的采集和处理往往工程量大、耗资惊人。淤泥固化主要添加水泥、石灰、石膏、粉煤灰等固化材料，改变了土壤原有的成分和性质。无锡水环境整治过程中采用淤泥固化也仅是堆放填埋。未配套固化淤泥变成再生资源的技术设备，将淤泥固化处理后替代砂料等土石方材料出售，或者制成建筑的装饰材料等烧结建材。
国内目前也开展了积极类似日本淤泥固化、烧结制成建筑新材料的技术。比如浙江大学工学院环境与生物地球化学研究所研制出污泥轻质节能砖。湖州企业在市政府支持下引入荷兰技术用于太湖淤泥开发建筑材料。根据太湖淤泥的特性，在以下三个建材产品中应用：（1）用于水泥生产中作辅助原料；（2）用于开发人造轻集料（淤泥陶粒）及制品；（3）用以取代粘土开发高档次的新型墙体材料。
3.2物理脱水、分离技术
国内单位与欧美企业进行技术合作，研制生产机械脱水的设备系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般采用的方法：使用至少一种有机聚合物絮凝助剂，有时还用另一种助剂处理过的絮凝淤泥用在板式、压滤式、离心式过滤器中脱水。
无锡贡湖湾正在进行淤泥干化处理及资源化利用示范项目。利用重力脱水、自然干化的处理技术不同于淤泥固化是把淤泥黏土孔隙中的水变成结晶水固封在土质混合物中；也不需要消耗太多能源电力。在疏浚淤泥的排泥管道上同步添加新型合成材料，促使泥水迅速分离，保证分离水达原水排放。在干化池内利用絮凝泥的自重不断压密渗透实现快速脱水干化。淤泥含固率从30%到65%的干化周期一般不超过4个月，而传统填埋堆放方式一般需要几年甚至更长。干化处理实现淤泥的减量化，堆放淤泥的干化池可比传统堆放场地节省75%。处理过程不发生污染物扩散，污染物固封在土壤颗粒中而降低二次污染的风险。该技术能耗低、占地面积小，比较适合大规模的疏浚工程。
4淤泥干化处理及资源化利用
4.1清淤工程处置过程
分两阶段实现淤泥的快速干化。第一阶段：针对淤泥的成分组成、电位、有机质含量和水化程度等性质配制新型合成材料，然后通过安装在排泥管道上的混合器将添加的合成材料与泥浆水进行充分混合，排入预先布置的干化池内，泥颗粒迅速聚集沉降，实现泥水快速絮凝分离，上清液经退水口分离排出。第二阶段：絮凝沉淀的淤泥颗粒直径逐渐变大，水化层收缩，絮凝泥的渗透率明显加快。在干化池内通过快速脱、排水系统排出水分使淤泥进一步脱水干化。
快速脱、排水系统是由布置在干化池内的滤材透水管和排水立井组成。水分可由重力作用透过颗粒间隙向下渗排。在干化池底部铺设的滤材透水管道外层有滤布包裹层和砂滤层能防止渗水孔被淤泥堵塞，但水分可透过滤层。絮凝泥的水分通过滤层材料吸收并渗滤到立井内聚集，再由立井的排水系统排出。
疏浚淤泥的含固率从最初的15～20%，通过絮凝沉淀在24小时内提高到33～40%左右，4个月压密干化到60～65%，冬季将延长至6个月。如果再配合透气真空排水法或真空预压法，其干化周期可缩短1个月左右。
4.2淤泥干化理化性质
针对不同泥样，筛选复合无机添加材料JZI系列和复合高分子添加材料JZO系列组合配方。经管道输送的淤泥含固率约在15～20%，添加合成材料在1‰浓度、添加量为15ppm时，淤泥脱水效果和速率最佳。试验室环境下絮凝淤泥的沉降速度，但也表明絮凝剂促使沉淀迅速发生。首先被快速分离的是泥浆中的游离水，成为上清液迅速排离干化池。当絮凝泥的含固率约为30%时，泥浆中的水分主要黏土颗粒孔隙间的自由水和吸附水。这样的絮凝沉淀分离不同于一般的水处理絮凝。实践证明，用通常净化水的絮凝方法难以对淤泥产生持续絮凝效用。复合无机添加材料JZI系列为电荷集中的阳离子电解质复合物，其主要作用是中和电荷、压缩双电层为JZO的功能发挥创造必要条件，使其吸附和相互穿插成为可能。由于黏土颗粒大多呈薄片状，其比表面积很大，所以弱吸附水在淤泥中占有相当的比例。弱吸附水的厚度及数量主要取决于黏土颗粒表面的电荷密度和比表面积。合成的絮凝剂破坏了淤泥黏土间的原有结构迫使弱吸附水析出，变为自由水。
4.3干化淤泥资源化利用
淤泥干化技术把淤泥颗粒直径聚积变大，并把污染物封固于土壤颗粒中。干化淤泥具有疏水性和难逆转性，即使雨水冲刷也不会再次释放污染。大规模清淤的土方量堆放点既可用于生态恢复的场地，也可作为建筑原料的储备或其它工程用途。干化淤泥表面承载力8吨并持续提高，可就地利用或方便转运。
干化淤泥部分含有高有机质，可以与轻质植物废弃物按一定比例混合进行耗氧堆肥，不仅能显著降低容重，使淤泥变得轻质、疏松。堆肥时的持续高温能杀灭大多数的病原体，保证做为园林绿化营养基质的使用安全。但值得注意的是，如果原成分中的重金属含量高于土壤环保标准的淤泥是否适用堆肥需继续研究。
5结语
淤泥干化处理技术及资源化利用技术是根据淤泥成分、处理淤泥量、污染控制程度、处理后的应用目的等，结合国内的经济状况，研发出适合国情的淤泥商业化处理技术。其主要技术特点：（1）低能耗低成本；（2）自然干化时间短；（3）处理后的淤泥还原成适宜的土壤。淤泥干化技术缩短了自然界中土壤—淤泥—土壤的转化时间。淤泥成为可循环利用的再生资源。
参考文献
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论文作者:蒋浩
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/28
标签：淤泥论文; 絮凝论文; 技术论文; 污染物论文; 材料论文; 太湖论文; 资源论文; 《建筑学研究前沿》2018年第28期论文;