工程废弃泥浆的处理及利用综述

孙清梅

（浙江广厦建设职业技术学院，浙江 东阳 322100）

关健词：工程废弃泥浆；固液分离法；和固化处理法

1 废弃泥浆的处理意义

工程泥浆［1］是泥浆中的一种，是主要由黏土、膨润土和水这几种成份组成，在工程施工过程中形成半流动的泥皮，可有效防止槽孔壁坍塌。如果废弃泥浆得不到有效处理，就会引起施工后的麻烦，在国内有些企业在施工过程中直接就地排放，造成对周边自然植被破坏、土地大量污染，当采用排放到水里，都会对周围水质破坏，危机居民饮用水的安全。另外，如果将废弃泥浆采用就地排放或简单掩埋的方式，因为长时间得不到治理，可能数年不会干涸，对环境和生命健康造成威胁。由此可见，废弃泥浆的处理技术是势在必行的。

目前在工程中主要针对泥浆的研究多数都是围绕制造分离的设备和添加各种絮凝剂方面，对于固化处理泥浆的技术目前还不是很成熟。现在急需寻找一种合理的、经济、环保的处理方式，这样不仅能解决泥浆污染等环境问题，还能极大的节约资源，实现资源的回收利用。根据目前国内外废弃泥浆的处理技术来看，对废弃工程泥浆的处理方法，固化法和化学絮凝法带来的效益以及对环境的破坏程度较轻。

2 废弃泥浆的处理

2.1 国外的研究现状

通过文献可知国外很多国家从上个世纪70年代起，对工程废弃泥浆就提出无害化处理项目，之后世界各国纷纷都对工程废弃泥浆的处理技术进行攻关研究。21世纪时，国外通过大量工程实践的探索，形成了一套适合工程废弃泥浆解决措施。例如通过对油井所处不同地区的土质特点的分析，选择最佳配化学处理试剂，有利于经济效益与环境保护等问题解决。

在国外，科研人员采用了外加剂对含铬工程废弃泥浆进行固化实验，大量研究数据证明当外加剂中加入少量的Al3+时，工程废弃泥浆的固化后的效果明显提高，固化产物的抗压强度提高，并且Pb，Zn，Cd，Cr等重金属离子的浸出浓度均不高于标准的限度。对于泥浆的固化处理，Nalbantolu Z［2］膨润土泥浆的固化中，通过以粉煤灰作为固化剂，取得了较好的成效，也为以后的研究提供了重要参考依据。RuifengChen等把赤泥作为黄土路基开发的新型 材料，具有良好的环境效益和经济效益。M.Katsioti等用水泥和膨润土对含重金属的工程废弃泥浆进行固化处理，研究表明当工程废弃泥浆∶水泥∶膨润土=1∶0.6∶0.4时，28d的无侧限抗压强度将会可以提高到350kPa，可以应用于软地基处理填埋覆盖土或者建筑材料。DeeparkRavikumar等在矿渣复合胶凝材料中掺入适量了的NaOH和Na2SiO3，探究了胶凝材料中NaOH和Na2SiO3对力学性能的影响。研究表明加入较高NaOH的复合胶凝材料的早期和后期强度都较高。

ZhiqiangZhang等［3］通过研究发现用微生物絮凝剂处理污泥时，具有较好的脱水效果，可以有效增强污泥的脱水速率。JianpingWang等利用淀粉基絮凝剂与有机高分子絮凝剂合成新型的有机絮凝剂，并应用于废水以及废水处理厂的污泥处理，表现出较好絮凝脱水效果。JinYi-zhong等［4］通过研究有机高分子絮凝剂在炼油污泥离心脱水中的应用，获得结论表明，在处理含有有机化合物的污泥时，有机高分子絮凝剂比无机絮凝剂的絮凝效果更好。Karmakar和Singh等研究采用以高分子有机物直链淀粉为骨架，将丙烯酰胺接枝于其上，改进聚丙烯酰胺的稳定性以及絮凝效果，通过试验发现在高剪切力下，此类物质明显优于聚丙烯酰胺。ZiyunCai和HuihuaYan等用高锰酸钾作为引发剂，将丙烯酰胺接枝在以淀粉为主的骨架上，该工艺合成的共聚物具有良好的絮凝效果。Sloan等在研究中采用不同的脱水方式同一装置，通过对比得出：采用压滤机的机械进行脱水，所产生的地污泥含水率、能源耗费率比较低。

2.2 国内的研究现状

目前对于废弃泥浆的处理方法主要分为固液分离法、和固化处理法。实际施工时，固液分离处理方法大致分为两种即：化学强化固液分离法，和物理的机械固液分离。

1）化学强化固液分离法，化学强化固液分离是通过添加絮凝剂的方式使废弃泥浆快速脱水。关于絮凝剂，董娅玮［5］对废弃钻井废弃泥浆使用不同的无机絮凝剂，经过试验得到固液分离效果依次为三氯化铁＞硫酸铁＞硫酸铝＞聚合氯化铝。高宇在对工程废弃泥浆的脱水效率进行研究时，都得到了阴离子型聚丙烯酰胺的絮凝效果优于其他离子型和无机絮凝剂的结果。张延安试验证明壳聚糖对烧结法赤泥有一定的絮凝能力，为我们选择废弃泥浆的有效絮凝剂提供了更多的可能性。采用离子型聚丙烯酰胺作为常用的絮凝剂，邓明丽［6］对不同含水率下的渣土废泥浆采用阴离子型聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺以及两者复掺，通过研究确定单掺时和复掺时的最佳掺量。师雯洁［7］等对黏土泥浆的研究中发现采用阴离子聚丙烯酰胺和煤灰粉作为絮凝剂有良好的絮凝效果。耿朋飞通过研究发现采用由Ca（OH）2、阴离子型聚丙烯酰胺和粉煤灰钻孔组成的絮凝剂对废浆脱水性能得到极大改善。无机絮凝剂和有机絮凝剂之间存在复合使用研究，王海良研究了有机-无机复掺絮凝剂对渣土废泥浆脱水效果影响，研究发现投加聚丙烯酰胺和聚合氯化铝对废浆絮凝有不错的效果。朱峰等［8］主要探讨了复合絮凝剂对废泥浆脱水性能的影响，并通过运用先絮凝后压滤的方法对比试验，解决了渣土废泥浆脱水问题。严丽君对高岭土微颗粒的研究中，从总的絮凝率来看，有机高分子的絮凝效果更好。

2）废弃泥浆的固化处理，废弃泥浆的固化处理有废弃泥浆土地资源化、焚烧干燥等方式。这样的物理加固方式依旧存在操作复杂、产生环境污染等问题。所以当前固化一般采用添加固化剂的方式，固化剂一般有两种，即有机和无机，其中有机的固化剂主要包括环氧乙烷、聚酯、沥青、聚乙烯、等等，无机固化剂诸如有粉煤灰、水泥、石灰、硅粉等。

关于多种固化剂之间的复合使用，丁鹏飞［9］能过试验把固化剂、生石灰和泥浆现场拌和，用作路基填筑材料。可以效果明显的解决钻孔灌注桩泥浆所带来对环境和场地占用的问题，极大的节约成本，保护环境并带来一定的社会效益，这对建筑工程中，桩基钻孔产生的泥浆处理有重要的借鉴意义。

针对不同地区不同土质进行研究，陈源等根据海南地区红黏土的物理性质，通过试验结果得出：采用不同固化剂，水泥、硅酸钠、硫酸铝按2%、5%、0.1%配比对海南红黏土废泥浆进行固化处理效果最佳。可以极大的减少固化剂水泥的使用量，从而保护环境。杜江、罗伟考虑了地域因素，由黄土、粉煤灰、石灰、水泥组成的固化剂通过室内试验找到一个最佳的配合比，对水泥浆进行固化达到最佳效果。朱伟为探究工程废弃泥浆和渣土的化学固化与性能表征，掺以一定量石膏、水泥以及外加剂，制备出了一种新型的绿色胶凝材料“土壤固化剂”，通过室内试验中对比，发现水泥的复合凝胶材料对强度有明显提高。

杨爱武和杜衍庆研究了新型GU型粉末固化剂，采用无侧限抗压试验对吹填软土和吹填泥浆进行了固化。雷鸣洲［10］采用水泥和硅粉为复合固化剂，制得的土样有较强的力学性能，满足施工要求。

李程对高分子材料SH固化黄主的工程性能进行了研究，发现SH加固黄主时，随着时间发展强度越来越高，固化后的耐水性较好。许龙研究了水泥、粉煤灰固化含Pb及Zn重金属特性，研究显示，低浓度重金属含量下，水泥固化含Pb上体有较高的强度，粉煤灰固化含Zn主体的效果较好

3 结语

由于工程施工中施工情况不同，产生的泥浆种类繁多，泥浆的主要成分和主要性质存在很大的差异，针对不同的泥浆采用不同的处理方法。目前常采用的处理方法是先利用絮凝剂加速固体沉淀量，然后再利用固化剂固化，使废弃泥浆具有一定的特性。通过上述文献可以看出对于废弃泥浆的处理起到了一定的效果，固化法和化学絮凝法带来的效益以及对环境的破坏程度较轻。但对于不同土质条件下的废弃泥浆的处理甚少，从工程经济效益考虑，选择絮凝剂对泥浆絮凝脱水的影响，确定最佳絮凝剂，能迅速有效地使泥浆泥水分离以便后续处理，显得至关重要。