工程廢棄泥漿的處理及利用綜述

孫清梅

（浙江廣廈建設職業(yè)技術學院，浙江 東陽 322100）

關健詞：工程廢棄泥漿；固液分離法；和固化處理法

1 廢棄泥漿的處理意義

工程泥漿［1］是泥漿中的一種，是主要由黏土、膨潤土和水這幾種成份組成，在工程施工過程中形成半流動的泥皮，可有效防止槽孔壁坍塌。如果廢棄泥漿得不到有效處理，就會引起施工后的麻煩，在國內(nèi)有些企業(yè)在施工過程中直接就地排放，造成對周邊自然植被破壞、土地大量污染，當采用排放到水里，都會對周圍水質破壞，危機居民飲用水的安全。另外，如果將廢棄泥漿采用就地排放或簡單掩埋的方式，因為長時間得不到治理，可能數(shù)年不會干涸，對環(huán)境和生命健康造成威脅。由此可見，廢棄泥漿的處理技術是勢在必行的。

目前在工程中主要針對泥漿的研究多數(shù)都是圍繞制造分離的設備和添加各種絮凝劑方面，對于固化處理泥漿的技術目前還不是很成熟。現(xiàn)在急需尋找一種合理的、經(jīng)濟、環(huán)保的處理方式，這樣不僅能解決泥漿污染等環(huán)境問題，還能極大的節(jié)約資源，實現(xiàn)資源的回收利用。根據(jù)目前國內(nèi)外廢棄泥漿的處理技術來看，對廢棄工程泥漿的處理方法，固化法和化學絮凝法帶來的效益以及對環(huán)境的破壞程度較輕。

2 廢棄泥漿的處理

2.1 國外的研究現(xiàn)狀

通過文獻可知國外很多國家從上個世紀70年代起，對工程廢棄泥漿就提出無害化處理項目，之后世界各國紛紛都對工程廢棄泥漿的處理技術進行攻關研究。21世紀時，國外通過大量工程實踐的探索，形成了一套適合工程廢棄泥漿解決措施。例如通過對油井所處不同地區(qū)的土質特點的分析，選擇最佳配化學處理試劑，有利于經(jīng)濟效益與環(huán)境保護等問題解決。

在國外，科研人員采用了外加劑對含鉻工程廢棄泥漿進行固化實驗，大量研究數(shù)據(jù)證明當外加劑中加入少量的Al3+時，工程廢棄泥漿的固化后的效果明顯提高，固化產(chǎn)物的抗壓強度提高，并且Pb，Zn，Cd，Cr等重金屬離子的浸出濃度均不高于標準的限度。對于泥漿的固化處理，Nalbantolu Z［2］膨潤土泥漿的固化中，通過以粉煤灰作為固化劑，取得了較好的成效，也為以后的研究提供了重要參考依據(jù)。RuifengChen等把赤泥作為黃土路基開發(fā)的新型 材料，具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。M.Katsioti等用水泥和膨潤土對含重金屬的工程廢棄泥漿進行固化處理，研究表明當工程廢棄泥漿∶水泥∶膨潤土=1∶0.6∶0.4時，28d的無側限抗壓強度將會可以提高到350kPa，可以應用于軟地基處理填埋覆蓋土或者建筑材料。DeeparkRavikumar等在礦渣復合膠凝材料中摻入適量了的NaOH和Na2SiO3，探究了膠凝材料中NaOH和Na2SiO3對力學性能的影響。研究表明加入較高NaOH的復合膠凝材料的早期和后期強度都較高。

ZhiqiangZhang等［3］通過研究發(fā)現(xiàn)用微生物絮凝劑處理污泥時，具有較好的脫水效果，可以有效增強污泥的脫水速率。JianpingWang等利用淀粉基絮凝劑與有機高分子絮凝劑合成新型的有機絮凝劑，并應用于廢水以及廢水處理廠的污泥處理，表現(xiàn)出較好絮凝脫水效果。JinYi-zhong等［4］通過研究有機高分子絮凝劑在煉油污泥離心脫水中的應用，獲得結論表明，在處理含有有機化合物的污泥時，有機高分子絮凝劑比無機絮凝劑的絮凝效果更好。Karmakar和Singh等研究采用以高分子有機物直鏈淀粉為骨架，將丙烯酰胺接枝于其上，改進聚丙烯酰胺的穩(wěn)定性以及絮凝效果，通過試驗發(fā)現(xiàn)在高剪切力下，此類物質明顯優(yōu)于聚丙烯酰胺。ZiyunCai和HuihuaYan等用高錳酸鉀作為引發(fā)劑，將丙烯酰胺接枝在以淀粉為主的骨架上，該工藝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脫水方式同一裝置，通過對比得出：采用壓濾機的機械進行脫水，所產(chǎn)生的地污泥含水率、能源耗費率比較低。

2.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀

目前對于廢棄泥漿的處理方法主要分為固液分離法、和固化處理法。實際施工時，固液分離處理方法大致分為兩種即：化學強化固液分離法，和物理的機械固液分離。

1）化學強化固液分離法，化學強化固液分離是通過添加絮凝劑的方式使廢棄泥漿快速脫水。關于絮凝劑，董婭瑋［5］對廢棄鉆井廢棄泥漿使用不同的無機絮凝劑，經(jīng)過試驗得到固液分離效果依次為三氯化鐵＞硫酸鐵＞硫酸鋁＞聚合氯化鋁。高宇在對工程廢棄泥漿的脫水效率進行研究時，都得到了陰離子型聚丙烯酰胺的絮凝效果優(yōu)于其他離子型和無機絮凝劑的結果。張延安試驗證明殼聚糖對燒結法赤泥有一定的絮凝能力，為我們選擇廢棄泥漿的有效絮凝劑提供了更多的可能性。采用離子型聚丙烯酰胺作為常用的絮凝劑，鄧明麗［6］對不同含水率下的渣土廢泥漿采用陰離子型聚丙烯酰胺、陽離子型聚丙烯酰胺以及兩者復摻，通過研究確定單摻時和復摻時的最佳摻量。師雯潔［7］等對黏土泥漿的研究中發(fā)現(xiàn)采用陰離子聚丙烯酰胺和煤灰粉作為絮凝劑有良好的絮凝效果。耿朋飛通過研究發(fā)現(xiàn)采用由Ca（OH）2、陰離子型聚丙烯酰胺和粉煤灰鉆孔組成的絮凝劑對廢漿脫水性能得到極大改善。無機絮凝劑和有機絮凝劑之間存在復合使用研究，王海良研究了有機-無機復摻絮凝劑對渣土廢泥漿脫水效果影響，研究發(fā)現(xiàn)投加聚丙烯酰胺和聚合氯化鋁對廢漿絮凝有不錯的效果。朱峰等［8］主要探討了復合絮凝劑對廢泥漿脫水性能的影響，并通過運用先絮凝后壓濾的方法對比試驗，解決了渣土廢泥漿脫水問題。嚴麗君對高嶺土微顆粒的研究中，從總的絮凝率來看，有機高分子的絮凝效果更好。

2）廢棄泥漿的固化處理，廢棄泥漿的固化處理有廢棄泥漿土地資源化、焚燒干燥等方式。這樣的物理加固方式依舊存在操作復雜、產(chǎn)生環(huán)境污染等問題。所以當前固化一般采用添加固化劑的方式，固化劑一般有兩種，即有機和無機，其中有機的固化劑主要包括環(huán)氧乙烷、聚酯、瀝青、聚乙烯、等等，無機固化劑諸如有粉煤灰、水泥、石灰、硅粉等。

關于多種固化劑之間的復合使用，丁鵬飛［9］能過試驗把固化劑、生石灰和泥漿現(xiàn)場拌和，用作路基填筑材料。可以效果明顯的解決鉆孔灌注樁泥漿所帶來對環(huán)境和場地占用的問題，極大的節(jié)約成本，保護環(huán)境并帶來一定的社會效益，這對建筑工程中，樁基鉆孔產(chǎn)生的泥漿處理有重要的借鑒意義。

針對不同地區(qū)不同土質進行研究，陳源等根據(jù)海南地區(qū)紅黏土的物理性質，通過試驗結果得出：采用不同固化劑，水泥、硅酸鈉、硫酸鋁按2%、5%、0.1%配比對海南紅黏土廢泥漿進行固化處理效果最佳。可以極大的減少固化劑水泥的使用量，從而保護環(huán)境。杜江、羅偉考慮了地域因素，由黃土、粉煤灰、石灰、水泥組成的固化劑通過室內(nèi)試驗找到一個最佳的配合比，對水泥漿進行固化達到最佳效果。朱偉為探究工程廢棄泥漿和渣土的化學固化與性能表征，摻以一定量石膏、水泥以及外加劑，制備出了一種新型的綠色膠凝材料“土壤固化劑”，通過室內(nèi)試驗中對比，發(fā)現(xiàn)水泥的復合凝膠材料對強度有明顯提高。

楊愛武和杜衍慶研究了新型GU型粉末固化劑，采用無側限抗壓試驗對吹填軟土和吹填泥漿進行了固化。雷鳴洲［10］采用水泥和硅粉為復合固化劑，制得的土樣有較強的力學性能，滿足施工要求。

李程對高分子材料SH固化黃主的工程性能進行了研究，發(fā)現(xiàn)SH加固黃主時，隨著時間發(fā)展強度越來越高，固化后的耐水性較好。許龍研究了水泥、粉煤灰固化含Pb及Zn重金屬特性，研究顯示，低濃度重金屬含量下，水泥固化含Pb上體有較高的強度，粉煤灰固化含Zn主體的效果較好

3 結語

由于工程施工中施工情況不同，產(chǎn)生的泥漿種類繁多，泥漿的主要成分和主要性質存在很大的差異，針對不同的泥漿采用不同的處理方法。目前常采用的處理方法是先利用絮凝劑加速固體沉淀量，然后再利用固化劑固化，使廢棄泥漿具有一定的特性。通過上述文獻可以看出對于廢棄泥漿的處理起到了一定的效果，固化法和化學絮凝法帶來的效益以及對環(huán)境的破壞程度較輕。但對于不同土質條件下的廢棄泥漿的處理甚少，從工程經(jīng)濟效益考慮，選擇絮凝劑對泥漿絮凝脫水的影響，確定最佳絮凝劑，能迅速有效地使泥漿泥水分離以便后續(xù)處理，顯得至關重要。