資源化利用廢泥生產建材的現狀與展望

摘要：本文對近年來廢泥建材化研究與應用進行了陳述、分析、總結和展望。發現淤泥、工業渣泥能夠制造出性能優異的陶粒、磚、水泥；廢泥生產建筑材料要按照性能測試分析、摻料摻量確定，工藝及參數確定、室內試驗、中試試驗、投入生產的順序依次進行；廢泥燒結建材時重金屬在燒結后活性可以增強。添加水玻璃后可降低其活性；利用海港航道疏浚淤泥燒結磚或陶粒除鹽技術至關重要，已有多種技術可供參考；未來應研究廢泥生產建材技術的環境影響及相應補救措施，啟動和推進標準、工法的編制，加強技術和產業鼓勵政策的宣傳，引導和監管技術的規范化運營。

關鍵詞：資源化、廢泥生產；建材；現狀；展望

引言

隨著社會經濟的發展，以淤泥、污泥為代表的各種泥狀廢物產量巨大，接近于城市垃圾。我國每年陸地清淤產出的淤泥量在10億m3以上，2015年全國污泥產生量達到3560萬噸。這些泥通常置于城市或市郊，不僅占用大量土地，還產生二次污染問題。廢泥的處理、處置與資源化，特種底泥的利用問題受到越來越廣泛的關注。

本研究對泥的建材化利用現狀進行分析和總結，主要涵蓋淤泥、污泥和工業渣泥。因節約土源而具有經濟性優勢，發展前景廣闊。未來應重點研究技術環境影響以及相應措施，啟動和推進標準及工法的編制，加強技術和產業鼓勵政策的宣傳，引導和監管其規范化運營。

1、淤泥建材化

淤泥主要的指港口、航道、河流、湖泊的泥質疏浚物，是產量最大的一種泥，如，連云港30萬t級航道一期工程疏浚物達1.36億m3。淤泥具有顆粒細，礦物組成和化學成分與黏土相似等特點。利用疏浚淤泥制備和生產的建筑材料主要有陶粒、磚瓦和水泥熟料等，已經制作出抗壓強度最高29.4MPa的燒結磚、筒壓強度7.3MPa的陶粒。

1.1江河淤泥建材化

1.1.1江河淤泥制陶粒

陶粒具有強度高、密度低、隔水保氣、難耐熱、抗收縮等優點，是一種高附加值建材產品。淤泥礦物成分與黏土類似，且具有在高溫下發泡膨脹的特點，采用高溫加熱膨脹后冷卻固化的方法，能夠利用淤泥生產陶粒。楊曉華等采用浙江臺州地區的江河淤泥、頁巖、生物污泥等燒制出筒壓強度為2.0～7.3MPa的超輕、普通和高強陶粒，并建成國內首條年產10萬m3陶粒生產線。陳宇峰等研究南通地區長江淤泥、內河淤泥和黏土燒制陶粒的相關性能，發現長江及內河淤泥的化學、礦物組成均能夠滿足酸堿氧化物率值（F/SA）控制及Reily相圖對陶粒燒制的性能要求，兩種淤泥可制得性能較好的陶粒，所制黏土陶粒、內河淤泥陶粒、長江淤泥陶粒的筒壓強度分別為4.38， 4.29， 4.68MPa。Chen H等使用水庫疏浚淤泥，并在回旋窯內成功燒制出了相對密度為1.01～1.38g/cm3，容量不超過880kg/m3的輕骨料，可滿足輕質結構混凝土的要求。

1.1.2江河淤泥制磚

江河淤泥通常含有有機質，有一定熱值，可節約燃煤，同時具有顆粒細、可塑性高、結合力強等特點，在制磚領域具備先天優勢。有機物在被燒失而產生微孔，能降低產品的體積和密度，通過調節配方可以制得透氣性較好的輕質磚。

王曉山等以寧波市三江河道淤泥和建筑渣土為原材料，分析了多個采樣點不同深度的河道淤泥和建筑渣土的礦物組成、粒徑分布、有機質含量、重金屬含量等物化性質。結果表明：河道淤泥在深度方向上礦物組成幾乎相同，黏土質（粒徑<5 m）含量呈現層狀分布；淤泥可利用深度超過5m；建筑渣土與河道淤泥物質組成相同，也可以作為建材化利用的原料。河道淤泥和建筑渣土燒結后樣品中存在Cr 與As的浸出量升高的問題，利用水玻璃可以有效降低燒結后Cr 與As的浸出量。

1.1.3江河淤泥制水泥

楊磊等通過工業試燒確定了利用蘇州河底泥的水泥熟料的工藝參數，并對熟料及其水泥的性能進行分析，發現蘇州河底泥可以滿足水泥生料的配料要求，其中的有機污染物和重金屬在生產和使用中對環境不會造成二次污染和危害，其熟料礦物組成和水化產物與硅酸鹽熟料相同，工業化中試產品PO 52.5水泥達到GB175-92要求。

1.2海淤泥建材化

淮海工學院研究了連云港海淤、地下室開挖淤泥和普通制磚黏土在成分和性能上的差異，發現連云港海淤是一種高液限黏土，主要成分是SiO2和Al2O3 ，鉀鈉含量高，顆粒以粘粒和粉粒為主，氯化鈉含量為1.5%～6.0%，能在較低的燒成溫度下燒結。但存在干燥和燒成收縮大的缺點。添加一些粗顆粒廢物，如磷礦渣、石屑等能夠改良。針對高含鹽量的問題，提出和研究了系列脫水除鹽技術，并進一步提出將吸淤、脫水及制坯整合為成套工藝，安裝在吸淤船上，可能成為未來疏浚海淤泥資源化利用極具前景的綠色產業。

2、污泥建材化

污泥是污水處理廠產生的廢泥，具有有機質、污染物含量高，含水率高的特點。我國近年污泥年產量在3000多萬t以上，“十二五”期間，全國規模化建設污泥處置總規模518萬，截止2014年底僅完成目標的43.4%。污泥資源化利用生產建材具有物質基礎。污泥建材化利用還有利于污泥穩定化和無害化。污泥用于制陶粒，磚以及水泥的研究成果匯總于表2。

3、展望

在未來應進一步研究廢泥生產建材的二次污染問題，如脫水水質特征、燒結氣污染特征，并提出適宜的治理措施，如產品重金屬穩定化，生產過程環境友好，燒結氣凈化等，強化治理措施的實施效果。

針對不同的泥生產不同類型的建材，推薦相應的工法，制定相應的技術標準，使廢泥的建材生產有章可依。對于廢泥的收集、運輸、加工，應實現規范化運營，加強引導和監管，設立專門的管理部門以監管生產過程二次污染和產品質量。

參考文獻：

[1]朱偉，閔凡路，呂一彥等，“泥科學與應用技術”的提出及研究進展[J].巖土力學，2013，34（11）：3041-3054.