城市建筑泥浆处理技术及资源化利用新途径——以宁波市为例

李兴文

城市建筑泥浆处理技术及资源化利用新途径
——以宁波市为例

李兴文

（路德环境科技股份有限公司，湖北武汉430070）

根据城市建筑泥浆的性状特征，在添加FSA，HEC等复合材料对泥浆进行调理后，采用“泥浆脱水固结一体化处理工艺”进行即时脱水，并对产生的泥饼进行资源化利用，实现了城市建筑泥浆的无害化处理及资源化利用。

建筑泥浆；脱水固结一体化；泥饼；资源化利用

宁波是我国沿海经济发达地区，城建规模庞大，因地质结构特殊（海相沉积淤泥层厚度超过60 m），基础建设泥浆年产生量常年保持在4 000万m3以上。然而，根据《宁波市城市总体规划（2006—2020）》（2015年修订），到2020年宁波要建立健全的海洋生态保护体系，严格控制向海域排放污染物，宁波市现有的建筑泥浆直排海洋的做法将最终被禁止。面对如此巨大的泥浆产生量，社会各界人士要求对其进行减量化、稳定化处理与资源化利用，以避免排入河道水系，影响城市排涝防洪和环境景观。因此，寻找到一种成熟的工艺技术，使宁波市建筑泥浆能够实现“减量化、无害化、稳定化”的处理目标，就显得尤为迫切。

1 建筑泥浆性状

还含有对常规胶凝材料有害的物质。

建筑灌注桩的施工有泥浆护壁钻孔灌注桩、旋挖成孔灌注桩、冲孔灌注桩、长螺旋钻孔灌注桩、干作业桩及沉管灌注桩等。而在灌注桩钻孔过程中通常采用泥浆护壁技术，但废泥浆的处理一直是困扰工程施工的难题。废泥浆中含有大量的黏性土、砂土、碎石土、风化岩石、矿物和岩屑等，它的稠度大，既不能直接排放，又难以自然沉降。若不及时处理，不但影响施工，而且会造成环境污染或水质污染等公害。

经检测，宁波市区建筑泥浆含固率一般为20%～30%，容重平均1.25 t/m3，有机质含量1%～5%，干粒比重2.67。粘性非常大，自然脱水、机械脱水困难。通过联合测定法对泥浆颗粒分析结果如表1。

宁波市的地质勘查资料显示：宁波地区的土层为海相、冲湖相的粘土、淤泥质粘土、淤泥、粉质粘土、粉质粘土夹粉砂，呈流塑或软塑状态；这些开挖、钻孔或疏浚出来的淤泥、粘土，因为粘粒含量高、有机质含量高、含水量高、压缩性大，致使其工程特性极差，同时

表1 颗粒分析（联合测定法）结果

2 现有处理方式及存在的问题

目前，宁波市建筑泥浆的处理方法是用槽罐车运到临时中转码头，装船后运至深海倾倒。该处理方式原始落后，产生了许多问题：一是费用高、效率低，施工紧张时，槽罐车昼夜运输尚不能满足施工进度要求；二是施工现场环境恶劣，槽罐车在运输途中也常因泥浆水漏洒在城区干道上而污染了市容环境。

建筑泥浆运输及倾倒过程中，涉及到水利、城管、海事、港航、海洋等管理部门，各部门权限分散，协同配合不够，监管力量和手段不足，执法效果不理想；另一方面建筑泥浆偷排对运输企业具有巨大的吸引力，从而致使偷排现象普遍，造成三江河道淤积日趋严重，河道行洪能力不断下降，水质日益恶化。

根据有关资料反映，2002年三江口最深处的水深条件是21.3 m，到2008年只有18.9 m，6年时间浅了2.4 m，河床平均每天增高1.1 mm，部分河段的滩涂高度已超过高潮位线。近年来，负责甬江流域航道清淤工程的有关部门给宁波海事局的报告指出，甬江清水浦上游11 km航道已经处于严重阻碍航行状态；在航道例行测量时发现甬江口主航道出现长390 m、宽40 m的浅区，紧急疏浚施工时，发现浅区存在着大量建筑垃圾和石块，在甬江主航道和锚地违法倾倒建筑垃圾，对港口生产、地方经济发展造成了严重影响（图1）。

图1 宁波三江口建筑泥浆违法倾倒造成的河道淤泥堆积

3 建筑泥浆“脱水固结一体化处理”方案

3.1 处理思路

根据建筑泥浆体量大、含水高、颗粒细等特点，添加FSA泥沙聚沉剂（The Flocculating-settling Agent for Sediment，一种聚沉悬浮泥沙等微粒的线性水溶性聚合物专利产品，可协助实现泥水的即时分离）、HEC高强高耐水土体固结剂（High Strength and High Waterproof Earth Consolidator，一种无机水硬性胶凝材料，其活性组分直接渗入被固结材料基本单元的相界面，激发被固结材料中铝硅酸盐活性，利用多组分复合产生超叠加效应，使之形成多晶聚集体。HEC水化产物将被固结材料基本单元粘结成为牢固的整体，从而产生较高强度和水稳定性）等复合材料对泥浆进行调理调质，并采用“泥浆脱水固结一体化处理技术”进行机械脱水，将其迅速分离成清水和“泥浆改良土”，并完成对重金属、微生物、细菌等有害物质的固结、消毒或钝化，特别适合施工场地小、土地资源缺的城市河湖清淤、工程开挖泥浆对减量化、稳定化、无害化处理的要求。3.2工艺流程（图2）

（1）格栅除渣。将建筑泥浆通过管道输送或容器输送到沉淀池重力分选，将较大颗粒粒径碎石、砖块等沉淀，漂浮杂物用格栅机进行拦截。

（2）泥浆输送。根据水力学原理，修建一小型沉淀池用于沉淀，其大小根据杂物含量和泵送流量确定，将较细颗粒沙与泥浆泵送至调节池、均化池。

图2 建筑泥浆脱水固结一体化处理工艺流程图

（3）材料添加。通过螺旋输料机和固液混合器加入HEC固结剂、FSA泥沙聚沉剂等复合材料，完成调理调质；同时使用重金属离子去除剂对重金属进行钝化、固封。

（4）调浆均化。采用机械搅拌方式，对均化池泥浆进行调理调质，使材料充分混合。

（5）泥水分离。泵送泥浆至脱水机械进行泥水分离，压滤尾水SS值小于20，悬浮物指标可达到国家一类排放标准。清澈尾水可部分循环利用，部分回排河湖。

（6）脱水泥饼。脱水泥饼的即时含水率在40%以下，呈硬塑状，7 d无侧限抗压强度不小于100 kPa，遇水不泥化，强度不降低，无二次污染。

（7）泥饼外运。采用封闭车运或船运，并根据后期制砖或作为围海造地回填土的最终处置方向运送至相应的处置场地利用。

3.3 主要技术参数

（1）泥沙聚沉剂对非均匀极细颗粒淤泥的重力浓缩沉降，清液界面沉降速度较常规提高一倍以上。

（2）污泥干成剂调理高粘度淤泥能够营造深度脱水环境，短时间内可将含水率≤97%的泥浆处理成含水率35%～40%的泥饼（土），而现有压滤技术脱水只能做到60%左右。

（3）承台技术的脱水时间大大缩短，固化效率提高，从与疏浚对接到淤泥土产品的全处理过程，将含水≤97%的疏浚泥浆脱水固化成工程用土，用时不足1 h。

（4）成套技术设备可多条生产线串联、并联或者串并联布置，工厂化作业的单条生产线日处理疏浚淤泥3 000 m3，单线占地400 m2，综合处理能力大、效率高，不受天气影响。

3.4 方案主要特点

（1）既脱水又固化：通过机械挤压（使用FSA泥沙聚成剂）脱去泥浆中的自由水，通过材料固化（使用HEC高强高耐水土体固结剂）提高土体强度。

（2）时间短效率高：建筑泥浆脱水固化过程50 min，处理设备采用模块化，多套设备可同时运行。

（3）减量多占地少：脱水泥饼体积较原来减量70%，含水率低，强度高，外运量减少；泥饼可堆高，节约了堆存占地或填埋空间，综合成本降低。

（4）工厂化运行：本系统实现了工厂化流水作业，可24 h连续运行，不受天气影响。

（5）过程清洁环保：处理过程不会造成粉尘、噪音的污染，固化物、余水排放无毒无害（过滤水清澈，悬浮物指标SS小于20 mg/L，达到国家城镇污水综合排放一级标准），固结体遇水不软化、不泥化、无污染，汽车运输不漏撒。

（6）质量稳定可控：材料计量、设备运行实现了自动化，固化体稳定。

4 脱水泥饼主要指标及资源化利用途径

建筑泥浆经过“脱水固结一体化处理技术”工艺处理后，成为含水率40%以下的脱水泥饼，减量近70%。脱水泥饼的含水率在40%以下，呈硬塑状，固化时间小于7 d，7 d无侧限抗压强度不小于100 kPa（表2）。

表2 泥浆固化物性能参数表

相关数据表明，脱水泥饼具有较高的土体强度，遇水不软化、不泥化，运输不漏撒，大幅减少堆存占地，具有较高的力学指标和稳定的环保指标。可以作为工程回填土、园林绿化土用于宁波市的围海造地和重大工程回填土，也可以作为制砖或烧制陶粒的原材料，从而实现了建筑泥浆的减量化、无害化、稳定化处理及资源化利用，具有良好的经济效益以及巨大的社会环保效益。

［1］沙志贵，肖华，罗保平，等.淤泥脱水固结技术在环保清淤工程中的应用［J］.人民长江，2013（6）：64-46.

［2］周小国，伍秀群，刘黎慧，等.河湖污染底泥脱水固结一体化处理处置技术及应用［J］.中国高新技术企业，2014（20）：74-75.

［3］陈士强，季光明，杨国录，等.清淤泥浆脱水固结一体化处理方法［P］.中国：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）

李兴文（1981-），男，管理学硕士，企业发展部经理，长期从事企业创新管理、投融资管理等方面工作。