海港疏浚含盐淤泥烧结陶粒试验研究

李明东，夏 霆，刘洋洋，张志峰，田安国

(1. 江苏省海洋资源开发研究院，江苏 连云港 222005；2. 淮海工学院 土木工程学院，江苏 连云港222005；3. 南京工业大学 环境学院，江苏 南京 211816；4. 连云港市城乡建设局，江苏 连云港 222000)

海港疏浚含盐淤泥烧结陶粒试验研究

李明东1,2，夏 霆3，刘洋洋3，张志峰4，田安国2

(1. 江苏省海洋资源开发研究院，江苏 连云港 222005；2. 淮海工学院 土木工程学院，江苏 连云港222005；3. 南京工业大学 环境学院，江苏 南京 211816；4. 连云港市城乡建设局，江苏 连云港 222000)

选用连云港港疏浚泥为代表，测试了其基本性能和化学成分，进行了直接烧胀陶粒和复掺污泥烧胀陶粒试验，测试了陶粒的基本性能和可溶性盐含量。研究表明：连云港港疏浚淤泥主要化学成分为SiO2, Al2O3, Fe2O3，颗粒细小，液塑限高、塑性指数大，适于烧胀陶粒。连云港港疏浚淤泥复掺35%污泥能够烧制成密度低于600 kg/m3、筒压强度达到3.8 MPa的陶粒，最佳烧胀温度为1 020 ℃，烧胀陶粒可溶性盐含量极低，不存在吸湿、泛霜、腐蚀性和重金属污染问题。

港口工程；岩土工程；淤泥；氯化钠；陶粒；可溶性盐

0 引 言

淤泥质海岸地区的港池及浚深的航道内容易产生浮泥层，也就是淤泥，造成通航水深的减小，影响适航水深的判断，严重时会导致船舶搁浅[1]：如连云港一体两翼[2]的港口建设、30万吨级航道建设等，港池航道的日常维护也产生大量疏浚淤泥。

连云港港30万吨级航道一期工程疏浚物达1.36亿m3。目前这些疏浚淤泥很多弃置于渣土场，严重影响市容市貌，并产生干天粉尘、雨天泥水等二次污染问题，急需寻求资源化利用途径。陶粒具有强度性好、抗冻性好的特点，是一种高性能材料，主要用于配制高性能混凝土[3]、路用材料[4]和墙体制品，此外还有20%用于园艺、食品饮料、化工、石油等行业[5]。陶粒原料以黏土和页岩为主，随着18亿亩耕地红线的提出，采取耕地黏土烧结陶粒已逐渐被禁止[6]，急需寻求替代资源。港航疏浚淤泥是以 SiO2、Al2O3为主要成分，具备成为烧胀陶粒原料的潜质。利用疏浚淤泥生产陶粒，既为大量疏浚淤泥找到了合理出路，又生产了高附加值的建筑材料，具有固废利用、发展经济、建筑节能、保护耕地的多重效益。

疏浚淤泥的资源化途径主要有固化[7]、土材化[8]和建材化[9-10]。已有研究发现，广州华穗江河淤泥、山东黄河淤泥、长江南通淤泥、滇池淤泥、新疆博湖淤泥等都能够资源化利用为陶粒原料，且具有一定的烧胀性。在烧胀性不足时，只需添加少量的熔剂、膨化剂即可[11-12]。徐振华等[13-14]证实了污泥和淤泥能够烧制成功陶粒，给出了适宜配方和工艺，并发现重金属在烧成陶粒后浸出量极低。宁波市大自然新型墙材有限公司研制成功以淤泥为主要原料(50%～60%)、粉煤灰为辅助原料(30%)、添加污泥(10%～20%)在实验室烧出超轻陶粒，并通过生产性试烧[15]。昆明的脱水污泥作辅料(掺量30%～50%)，黏土为主要原料(50%～70%)配方，烧出了超轻陶粒[16-18]。

海港疏浚淤泥存在含盐量高的挑战，可能带来陶粒含盐，引起吸湿、泛霜、腐蚀等问题。为明确含盐淤泥烧胀陶粒的可行性，解决相应技术难题，选用连云港港疏浚淤泥为代表，测试了其基本性质，进行了烧胀陶粒试验研究。针对纯淤泥烧胀炸裂问题添加适量污泥成功烧制了密度600 kg/m3以下的陶粒。对烧胀陶粒进行测试发现氯离子消失，其它可溶性盐含量极低，为含盐疏浚淤泥的资源化利用找到了一种途径。

麻疹是由麻疹病毒引起的以皮丘疹、发热为主要症状的呼吸道传染病，有非常强的传染性，儿童成人均能感染，多数预后良好，在人口密集和人口流动频繁的地区很容易发生流行，2～3年一次大流行。麻疹病毒只有一个血清型，麻疹疫苗接种能有效控制麻疹病毒在人群中的传播。自广东省2009年实行麻疹强化疫苗活动后，河源市人群疫苗接种率有了明显的提高，但是随着外来人口的频繁流动，感染麻疹的风险依然存在。现对河源市2012-2017年麻疹监测情况进行分析，了解其流行特点和易感人群，为及时制定科学的麻疹防控策略提供依据。

1 试验材料和方法

1.1 试验材料

淤泥取自连云港港，呈灰黑灰色。污泥有机质含量高，高温燃烧后形成孔隙，避免传热不畅引起的炸裂。本研究用污泥取自南京江心洲污水处理厂，呈黑色，干化污泥的化学成分如表1，其中最多的是有机质，体现在烧失量(LOI)上，其次是SiO2，Al2O3，Fe2O3和CaO。

表1 污泥的的化学成分组成

1.2 烧胀试验方法

1)连云港港疏浚含盐淤泥主要化学成分在陶粒黏土适宜成分范围内，与普通陶粒黏土相比硅含量稍低、钠钾含量高、含盐量大的特点。颗粒细小，液塑限高、塑性指数大，适于烧胀陶粒。

图1 疏浚淤泥烧结陶粒试验研究过程Fig.1 Process of experiment research on sintering ceramsite from dredged sediment

1.3 性能测试

1.3.1 原料性质与化学组成

原料物理性能按照GB/T 50123—1999《土工试验方法标准》测定。矿物成分采用X射线衍射(XRD)分析，化学成分采用X射线荧光(XRF)分析，氯化钠含量采用氯离子含量快速测定仪测试。

[6] 江苏省人大常委会.江苏省发展新型墙体材料条例[Z].南京：江苏省人大常委会,2009. Standing Committee of Jiangsu Province.JiangsuStatutefortheDevelopmentofNewWallMaterials[Z]. Nanjing: Standing Committee of Jiangsu Province,2009.

(2)根据拟建建筑物特点，结合场地地质条件，可采用天然地基。考虑到场地含一层地下车库，建议挖除第①层表土层、河沟鱼塘处的淤泥和回填土及第②层黏土层，以第③-1层含砂姜黏土作为基础持力层；基础形式建议采用高层筏板基础，多层可采用柱下独立基础及其他符合设计要求的基础形式。

分拨中心操作流程从总体来说，是指货物的一个入库和出库，同时保证分拨中心的库存量达到零库存状态；具体操作流程如图所示。在各大分拨中心中操作流程左右普遍一致，大概只有一些操作要求上面的细微差别。

陶粒的堆积密度和筒压强度按照GB/T 17431.1—2010《轻集料及其试验方法：第1部分 轻集料》测试。

1.3.3 陶粒中的可溶性盐

3)疏浚淤泥复掺污泥烧胀陶粒的最佳烧胀温度为1 120 ℃，较常规陶粒低，原因在于钠钾含量高、颗粒细小，有利于降低烧结能耗。

2 试验结果与分析

2.1 海港疏浚淤泥的基本性质

连云港港含盐淤泥的基本物理性质如表2，为高液限黏土，符合“塑性指数>15”、“<5 μm颗粒含量>50%，>50 μm颗粒含量<25%”的要求。连云港港含盐淤泥的主要矿物成分为高岭石、方解石、镁绿泥石、石英，次要矿物成分为钠长石、海绿石等。连云港港含盐淤泥的化学成分如表3，主要成分为二氧化硅，其次为三氧化二铝和氧化铁，与里烈威尔逊组成图相比，硅质含量位于目标值的下限，氧化铝和氧化铁含量属于目标值的中间值，高温助熔剂和低温助熔剂的含量均略大于目标值，表明熔融温度会较低[11-13]。连云港港含盐淤泥的氯离子含量为2.78%，对应的氯化钠含量为4.58%(氯化钠质量占干土质量的百分数)。

表2 疏浚淤泥的基本物理性质

表3 疏浚淤泥的的化学成分组成

2.2 疏浚淤泥烧胀陶粒

螺旋钻进方法。该方法主要是通过机器的螺旋钻头或钻杆，将地层的岩石碎屑输送到地表，可以快速有效的获取实验样品。该种方法只能用在在一级到四级的软岩层中，它的孔径一般在120毫米到200毫米之间，它的深度在25米到50米之间，最深不得超过100米。

纯疏浚淤泥料球在1 050，1 080，1 120，1 150 ℃这4个烧胀温度下均出现剧烈爆炸(图2)。其原因是纯疏浚淤泥在手工造粒情况下透气性差，结合水难以逸出。考虑到升温速度过低会导致生产效率低、能耗高，不宜采用，而应考虑在疏浚淤泥中添加适量、适当的添加料进行改善。

图2 纯疏浚淤泥烧胀后爆炸成碎粒的现象Fig.2 Pure residue sediment expanding into pieces in sintering process

2.3 疏浚淤泥复掺污泥烧胀陶粒

针对疏浚淤泥烧胀陶粒炸裂问题，添加35%污泥以提高料球透气性。在1 050，1 080，1 120 ℃烧胀温度下均烧胀成功，无炸裂或爆炸现象，烧成的陶粒如图3。其形状规则，呈黄灰色，是含铁量高、缺氧烧结所致。在1 150 ℃烧胀温度下产生过烧现象，这比普通黏土陶粒烧胀温度低(50±20)℃，证实了钠钾含量高、颗粒细小的淤泥烧胀温度低。

早在唐宋年间人们就发现了普洱茶的药用价值并流传至今，而当下将其普洱茶的养生价值结合生态养生旅游是一种新兴的旅游形式，依托旅游地优美的生态景观，同时搭配完善的养生设施，为游客提供一种观光、休闲、养生为一体的综合旅游方式。

图3 疏浚淤泥复掺污泥烧胀陶粒Fig.3 Ceramsite sintered from dredged sediment-sludge mixture

[11] 杨时元,杨芳洁.陶粒原料浅析(二)[J].砖瓦世界,2010(8)：42-53. YANG Shiyuan, YANG Fangjie. Analysis the raw material of ceramisite (2)[J].Brick&TileWorld,2010(8):42-53.

最后一步是节能项目的总结，包括在项目整体实施中遇到的问题、获得的经验体会、节能效果汇总，以及下一步可挖掘的节能点。可以看到，医院节能项目从立项到总结，形成了闭环。

表4 疏浚淤泥复掺污泥烧胀陶粒的性能

[7] 程福周,雷学文,孟庆山,等.高含水率疏浚淤泥固化的力学性质试验研究[J].科学技术与工程,2015,15(1)：295-299. CHENG Fuzhou, LEI Xuewen, MENG Qingshan, et al. Experimental study on the mechanical properties of solidified dredging silt of high moisture content[J].ScienceTechnologyandEngineering,2015,15(1):295-299.

表5 陶粒主要可溶性盐含量

3 技术经济分析与推广前景

利用疏浚含盐淤泥烧胀陶粒具有固废利用、建筑节能、保护耕地、发展经济的多重效益，将具有广阔的市场前景。根据疏浚淤泥复掺污泥烧胀陶粒试验研究结果，每0.5 m3疏浚淤泥复掺0.165 m3污泥可生产陶粒1 m3。能耗为2 710～3 753 kJ/kg[19]，在连云港当地的生产总成本为156元/m3，售价以200元/ m3计算，单方利润44元以上。相对于普通黏土陶粒节约黏土0.5 m3，节约土源成本10元，税费20元，共节约30元。

4 结 论

烧结陶粒的整体工艺如图1，包括备料、拌合、造粒、干燥、预烧、焙烧、冷却几大主要步骤。把海淤泥使用干燥箱在100 ℃下干燥12 h，使用小型磨碎机粉碎后，按照15%～25%的造粒含水率加水拌合均匀，然后造粒成球，将粒料置于干燥箱中在105 ℃下烘干12 h，将干燥料球置于自动控温马弗炉中，按照设定程序进行预热和烧结，整个过程中升温速度为8 ℃/min，期间在400 ℃下预热30 min，让土粒结合水逸出，减少烧成炸坯。考虑到连云港港疏浚淤泥钠钾含量高、颗粒细小，烧胀温度从1 050 ℃开始逐步提高，设置1 050，1 080，1 120，1 150 ℃等4个烧胀温度，烧胀时间6 min。

2)纯疏浚淤泥烧胀易于炸裂，主要原因在于透气性差。复掺35%污泥后能够烧制密度低于600 kg/m3、筒压强度达到3.8 MPa的烧胀陶粒。

将陶粒干燥后粉碎到300目以下，称量5 g置于50 g去离子水中搅拌24 h，利用ICP测试金属阳离子含量，利用离子色谱仪测试阴离子含量，利用氯离子含量测定仪测试氯离子含量，利用滴定法测试碳酸根含量。

随着新课程改革的到来，国内的初中英语教育开始进行全面创新和拓展，不仅形成了全新的教学观念，而且开始对学生的主体性有了深层次的重视，但是在实际教学中，依旧存在相当大的问题，有待在新时期采取一些创新有效的措施加以综合应对。本文从实践教学中的创新教学实践出发，分析培养初中英语课堂学生创造性思维的意义，提出培养学生逻辑思维能力的对策，最终对创新教学方式得以改良，使其在初中英语教学工作中发挥出最大的功效。

4)含盐淤泥烧胀陶粒的氯离子量为0，可溶性盐含量均低于1‰，表明没有吸湿性、泛霜、氯离子腐蚀性问题。

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1.3.2 陶粒基本性能

陶粒中主要可溶性盐含量如表5，氯离子含量为0。表明氯在烧胀过程中转移转化，烧结陶粒不会因为原料土中氯化钠的存在导致陶粒含氯离子，可以不考虑氯化钠引起的吸湿、泛霜和腐蚀性。其他可溶性盐含量极低，均低于1‰。表明陶粒不存在吸湿、泛霜、腐蚀性问题，其原因可能在于金属氧化物形成了陶质或釉质，失去了活动性。

[8] 陈一新,王保田,张永奇,等.石灰改良淤泥质土的试验研究[J].科学技术与工程,2014,14(34)：273-277. CHEN Yixin, WANG Baotian, ZHANG Yongqi. Experimental study on lime improved mucky soil[J].ScienceTechnologyandEngineering,2014,14(34):273-277.

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疏浚淤泥复掺污泥烧胀陶粒的基本性能如表4。陶粒的筒压强度可达3.8 MPa，堆积密度可达600 kg/m3以下，符合陶粒产品技术要求。在1 120 ℃以下，陶粒的堆积密度随着烧结温度的提高而降低，筒压强度随烧结温度的提高而增加。在1 150 ℃下产生烧结现象，超过适宜烧胀温度。疏浚淤泥复掺污泥烧胀陶粒的最佳烧胀温度为(1 120±15)℃。徐振华等[18]对污泥底泥复掺陶粒的研究发现，温度对烧结体内部形态影响显著，800 ℃时烧结体呈现出松散堆积状态，1 000 ℃时陶粒开始产生液相，1 050 ℃时烧结体出现大量液相，并且陶粒中有非常丰富的气孔。可见，在最佳烧胀温度以下，密度降低的同时强度提高的原因在于随着温度的上升，发气、成陶效果均得到提升。

Thus,obviously,all the three examples reflect Swift’s strong protest to colonialism each other from three aspects:the essence of colonialism,the cruelty of it and the monstrous crimes of colonizers.

[12] 杨时元,杨芳洁.陶粒原料浅析(一)[J].砖瓦世界,2010(7)：45-54. YANG Shiyuan, YANG Fangjie. Analysis the raw material of ceramisite (1)[J].Brick&TileWorld,2010(7):45-54.

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在霸座视频疯传的同时，一些“如果霸座这事发生在国外”的视频，也引起网友热议。例如今年1月，美国一名18岁的女生乘坐地铁时，把脚放在座位上，警察警告无效后，直接将她强行拉下车并拘捕。据悉，美国地铁规定“若将脚或鞋放在座位上，轻则被警告，重则会被赶下地铁”。哪怕是再微小的违法行为，执法者也必须说不。这，正是法治社会的应有之义。

[14] 徐振华,刘建国,宋敏英,等.污泥、底泥与粉煤灰烧结陶粒的工艺研究[J].安全与环境学报,2012,12(4)：21-26. XU Zhenhua, LIU Jianguo, SONG Minying, et al. Technological study on sintering ceramisite with sewage sludge and sediment and fly ash[D].JournalofSafetyandEnvironment,2012,12(4):21-26.

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淋巴癌属于恶性肿瘤的一种，临床临床治疗方案多选择化疗治疗，化疗药物中美罗华应用比较广泛，可是用药后，患者临床不良反应较多，患者不易耐受，从而不依从治疗而影响了治疗效果[1]。本次研究中，选择我院收治的淋巴癌患者48为研究对象分组配合不同护理措施，对比如下。

[16] 黄少文,冯燕,徐冰峰.探讨昆明城区污水处理厂污泥处置方案[J].环境科学与技术,2012,35(增刊1)：266-269. HUANG Shaowen, FENG Yan, XU Bingfeng. Discussion on sewage sludge disposal scheme in Kunming City[J].EnvironmentalScience&Technology,2012,35(Sup1):266-269.

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到了04年的时候，中国又颁布了新的水利工程监管规范，并一直沿用至今。新的规范比较符合大中型的水利水电工程，但对于中小型的水利水电工程施工监理也可借鉴和作为参考标准，不过针对不同的项目情况，因为在不同的项目管理制度的差异，小型水利工程的监督机制存在很大的差异，因此如何探讨小型水利水电工程的监督机制，对系统的一个完整的规范的形成，它是必要的。

[19] 檀春丽,李家和.北京市非粘土陶粒生产及应用可行性试验[J].低温建筑技术,2009,31(9)：18-20. TAN Chunli, LI Jiahe. Production and application feasibility test on non-clay ceramsite in Beijing[J].LowTemperatureArchitecturalTechnology,2009,31(9):18-20.

Experimental Research on Sintering Ceramsite of Dredged Saline Sediment from Seaport

LI Mingdong1, 2, XIA Ting3, LIU Yangyang3, ZHANG Zhifeng4, TIAN Anguo2

(1. Jiangsu Marine Resources Development Institute, Lianyungang 222005, Jiangsu, P.R.China; 2. School of Civil Engineering, Huaihai Institute of Technology, Lianyungang 222005, Jiangsu, P.R.China; 3. College of Environment, Nanjing University of Technology, Nanjing 211816, Jiangsu, P.R.China; 4. Lianyungang Urban and Rural Construction Bureau, Lianyungang 222000, Jiangsu, P.R.China)

Dredged sediment from Lianyungang port was selected as an example, and its basic performances and chemical composition were tested. Experiments were carried out to test the expansion and compound sludge of sintered ceramic, and the basic properties and soluble salt content of the ceramic were tested. The results show that: the main chemical compositions of Lianyungang dredged sediment are SiO2, Al2O3and Fe2O3, and its physical compositions are tiny particles with high liquid limit, plastic limit and plasticity index, which are suitable for sintering ceramsite. Ceramsites, whose density is less than 600 kg/m3and cylinder compressive strength reaches 3.8 MPa, are successfully sintered from the mixture of Lianyungang dredged sediment and 35% sludge. Moreover, the best sinter-swelling temperature is 1 020 ℃. Soluble salt content of the sintered ceramsite is extremely low, which means that there is no problem of moisture absorption, scum, corrosion or heavy metal pollution for the produced ceramsite.

port engineering; geotechnical engineering; sediment; sodium chloride; ceramsite; soluble salt

2015-10-16；

2016-02-16

住房和城乡建设部科学技术计划项目(2015-K6-001)；国家水体污染控制与治理重大科技专项项目(2012ZX07501-001-03)；江苏省海洋资源开发研究院开放课题(JSIMR201501)

李明东(1981—)，男，山东平邑人，副教授，博士，主要从事岩土工程和固废资源化方面的研究。E-mail：ytlimd@163.com。

10.3969/j.issn.1674-0696.2016.06.17

U652.6；TU58

A

1674-0696(2016)06-081-05