金立喬
(江南大學環境與土木工程學院,江蘇無錫 214122)
淤泥是在靜水或緩慢的流水環境中沉積,經物理、化學和生物作用形成的,未固結的軟弱細粒或極細粒土。無錫位于太湖沿岸,是我國人口最密集、經濟發展迅速的地區之一,這幾年要處理大量沉積的疏浚淤泥,給生態環境帶來巨大壓力。而太湖沉積的大量淤泥極大的危害了河道通航,而且對生態環境造成很大的危害。僅僅通過無錫部分湖泊的整治過程產生的疏浚淤泥放置占地約1 000多畝,給無錫土地資源的合理化利用帶來巨大的壓力。需要注意的是,堆放的淤泥往往含有有毒的化學物質,病原微生物等有害成分,對環境和人類生存造成威脅。而且在堆放的過程中疏浚淤泥在堆放地往往產生人類能夠明顯感受到的難聞氣味,從而造成周圍空氣的污染,更加嚴重的是干燥后的疏浚淤泥在空氣流動的影響下易形成揚塵,加劇了空氣污染的程度。而且由于江南地區降雨量充沛,雨水較多,往往又會形成泥漿,沖刷帶入河流湖泊等水系,造成再次污染。因此,合理的處理太湖疏浚淤泥可以節省土地資源,降低空氣污染,改善生態環境。
另外,對太湖疏浚淤泥進行處理,不僅有利于解決淤泥處理難題,而且又將廢棄淤泥進行了再生資源利用。可以節約資源,變害為利,創造了再生資源,且一旦探討出合理的成體系的處理疏浚淤泥的方法技術,將會為環太湖地區的可持續發展做出巨大貢獻。
目前無錫處理太湖疏浚使用的疏浚淤泥處理方法有晾曬處理法、固化處理法、加熱處理法等。
晾曬處理法的原理即通過一定時間的晾曬使疏浚淤泥中所含有的大量水分排出,即通常所說的排水處理法。該方法是通過降低疏浚淤泥的高含水率,使之成為普通的土質。無錫五里湖疏浚一期工程產生了250萬m3的疏浚底泥,對疏浚底泥堆放在堆泥場進行晾曬處理,加上之前的清淤工程產生的淤泥,總量達6 000多立方米,占用各類土體數萬畝進行堆放晾曬處理。
對疏浚淤泥采用堆泥場堆放晾曬,疏浚淤泥的自然干化過程十分緩慢,晾曬處理效果不好,然而在經過晾曬處理后產生土的力學性能不佳,尤其是晾曬后淤泥土的土地承載力非常低,例如無錫疏浚淤泥在梅梁湖排泥場經過晾曬處理后,其淤泥除了表面有一定厚度的疏浚淤泥結為硬質土外,下面仍然是含水量很高的流態淤泥。而且在對疏浚淤泥建隔離堆置場處理時,對于防滲漏的條件要求很苛刻,一旦發生滲漏,就會使疏浚淤泥中的有害物質進入地下水系和周圍生態環境,對周圍環境造成再次的污染。值得注意的是,晾曬處理不僅僅面臨固結時間長,機械施工難度較大的缺點,而且還占用大量的耕地等寶貴的土地資源,在當今寸土寸金的土地資源極為缺乏的情況下,實在是不經濟的選擇,加上晾曬處理法還有脫水效率低,不適合大規模處理疏浚淤泥的缺點。
因此,排水處理法雖然操作上比較簡便,但是仍存在耗費大量土地資源,以及污染環境的問題。
加熱燒結處理法就是通過加熱、燒結,將疏浚淤泥脫水,使之轉化成建筑材料。該方法是通過加熱和燒結的方法來降低疏浚淤泥的高含水率,去除疏浚淤泥中過多的水分,并且使淤泥經過處理后變為燒制的磚瓦,從而變廢為寶。
該方法生產的產品具有較好的經濟價值,但由于加熱燒結處理的數量有限且對疏浚淤泥有一定的要求,并且要建造固定的加熱燒結處理工廠,導致處理總的費用較高,且即使這種處理法產生的產品有一定的經濟價值,但總體上仍然需要投入大量的資金,耗資巨大不適合用于處理大型的疏浚淤泥工程。
固化處理疏浚淤泥法就是通過在疏浚淤泥中添加固化劑的方法使疏浚淤泥強度提高,從而也有效的遏制了疏浚淤泥中污染物擴散,達到處理疏浚淤泥的目的。
該方法主要是通過提高疏浚淤泥的強度來達到處理疏浚淤泥的目的,并且該方法極大的減小了疏浚淤泥的污染物的滲透速率,有力的減少了環境的污染。
無錫對太湖疏浚淤泥采用的固化處理方法就是通過添加各種固化劑,混合攪拌,疏浚淤泥經過與固化劑發生一系列復雜的物理化學變化,降低了疏浚淤泥的高含水率,提高了疏浚淤泥的力學強度,從而將其轉變為各種其他類型的土質。無錫對太湖疏浚淤泥的處理通常采用的固化劑是水泥類材料和石灰類材料。經過固化轉型后的土質完全符合各種用途的土質,從而將疏浚淤泥從一種含有污染的垃圾轉變為具有經濟價值的再生資源進行再利用。
使用固化處理法具有各種優點,主要體現在以下方面:
1)使用該方法處理的太湖疏浚淤泥可以生產不同強度的土質,通過調整固化劑的配方來實現,變形小,透水性小,性能優越。2)經過該方法處理后的淤泥較未處理過的淤泥對周圍環境污染基本解決,并且具有較好的環境穩定性。3)固化處理法處理各類疏浚淤泥工程,還具有可以應用各類簡單機械來提高處理效率的優點,通過機械的應用可以固化處理各類淤泥。4)通過利用工農業廢料作為固化劑,例如廢石膏、粉煤灰,可以降低固化劑采用成本,從而大大的降低總的處理費用。
隨著全國經濟的快速迅猛發展,地處長江三角洲的無錫經濟發展迅速,然而隨著經濟的發展,城市需要更好的建設,因而無錫的建筑行業發展迅速,不論是修建各種建筑,還是修建道路橋梁等基本市政設施,都需要大量的建筑材料。建筑材料中填土材料是必不可少的組成部分,而且用量巨大。在當今土地資源十分緊張的情況下,大量開采土地已經不是十分可行的方法。在這種情況下,太湖疏浚淤泥經過固化處理后生產出強度合格的土質,是一種良好的填土材料,不僅解決掉淤泥垃圾,而且變廢為寶,具有很好的經濟和環境價值。通過采用固化處理法對無錫長廣溪堆場淤泥進行固化處理,其處理后的太湖疏浚淤泥便是很好的填土材料,現在已經作為太湖疏浚淤泥固化處理后的再生資源投入到建筑行業來,作為良好的再生資源進行利用。
隨著經濟的發展,城市化進程的推進,城市需要進行大量的綠化,因而綠化用土的用量可想而知。無錫市的綠化面積巨大,因而需要大量的綠化用土。然而使用適當的固化劑處理后的太湖疏浚淤泥,由于經過使用適當固化劑處理后的太湖疏浚淤泥含有適合植物生長的氮、磷等元素,是一種天然的養料,因而處理后的土質是很好的綠化用土,現已經大量投入到市政綠化的使用中。
太湖疏浚淤泥處理工程適合采用固化處理方法對太湖疏浚淤泥進行處置,該處理方法效率高、施工方便,且易于應用。太湖疏浚淤泥是很有利用價值的潛在資源,通過使用不同固化劑對疏浚淤泥進行固化處理,可生產作為綠化用土、填土材料等再生資源,實現了太湖疏浚淤泥的再生資源利用,而且可以形成一個很有發展前途的新興產業,可以在全國推廣應用。
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