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絮凝-固化-真空預壓聯合處理廢棄淤泥(漿)試驗研究

2025-01-01 00:00:00韓超俞越中柏彬董超強章榮軍范舟吳巍孫科
土木建筑與環境工程 2025年1期

摘要"絮凝調理和化學固化改性處理能改善高含水率淤泥初始不良工程特性,將廢棄淤泥(漿)資源化利用為路堤填料對淤泥強度有一定要求。已有研究證實了絮凝-固化-真空預壓聯合法(VP-FSCM)可以有效處理高含水率淤泥漿(含水率gt;300%),且處理后的淤泥強度滿足路堤填料需求。通過室內模型箱試驗探索VP-FSCM工藝處理廢棄淤泥(含水率約為150%~300%)的可行性和高效性;優化VP-FSCM工藝在處理淤泥中的外加劑配方(類型和摻量等)。試驗結果表明:VP-FSCM處理廢棄淤泥后土體28 d不排水抗剪強度為絮凝-固化法(FSCM)處理廢棄淤泥后的2.76倍,證實了VP-FSCM處理廢棄淤泥的高效、可行性。沉降脫水和力學等特性分析結果表明,VP-FSCM工藝處理廢棄淤泥的最佳外加劑種類為水泥(OPC)、高爐礦渣(GGBS)、生石灰(CaO)和聚丙烯酰胺(PAM),且最優摻量分別為5.0%、5.0%、1.5%、0.12%;在最佳外加劑類型和摻量條件下,真空壓力越高,處理后的廢棄淤泥不排水抗剪強度越高,養護后含水率越低。

關鍵詞"廢棄淤泥;"絮凝;"固化;"真空預壓;"抗剪強度;"含水率

隨著經濟的高速發展、城鄉一體化建設進程加快,生態治理及配套基礎設施建設持續推進。各類工程施工必然會帶來巨量的廢棄淤泥(漿)(含水率為150%~300%)[1-2]。這些廢棄淤泥以深色為主,含較多黏土細顆粒,具有強度低、承載力小、壓縮性高、滲透系數小、有機質含量高等不良工程特性,難以直接被資源化利用[2-3]。考慮到各大城市的淤泥堆場逐漸超負荷,且中粗砂石等理想填料日益短缺,一種合理的雙贏處理方式應運而生——通過摻入外加劑將巨量廢棄淤泥進行改性處理,轉化成路堤填料,近距離消納,以達到資源化利用目的。具體實施過程為:將廢棄淤泥泵送至堆場中脫水,經過一段時間的自然風干或人工干化技術(如真空預壓、堆載預壓或電滲固結等)[4-5]進一步脫水處理后,摻入固化劑進行改性處理,使其成為具有一定強度的路堤填料[6],最終實現大體量廢棄淤泥的減量化與資源化。

既有研究表明,純水泥固化法處理高含水率淤泥漿的固化效率較低[7-8],處理后的淤泥難以滿足路堤填料強度標準,需要尋求更為合適的外加劑類型,以改進傳統純水泥固化工藝。鑒于此,基于污泥常規絮凝調理技術[9-10]、傳統水泥固化技術[11-12]和傳統真空預壓技術[13-14],提出一種有效處理高含水率疏浚淤泥漿的新方法,即絮凝-固化-真空預壓聯合法(VP-FSCM)[6,15]。該方法實施流程為:在淤泥漿中先后加入固化劑(如水泥OPC)和絮凝劑(如聚丙烯酰胺PAM),并結合真空預壓處理淤泥。其中,絮凝劑的絮凝調理作用改變土體與水泥顆粒結構排布,并使得土體與水泥顆粒接觸更為緊密,宏觀上促進淤泥的物理沉積/固結過程;隨后伴隨著土體與水泥顆粒的緊密排列,水泥的化學膠結作用變得更有效;最后聯合真空預壓促進淤泥中“物理沉積/固結-化學固化耦合過程”向更有利的方向發展,從而大幅提高處理淤泥的晚期強度。前期試驗結果已經證實了VP-FSCM處理高含水率疏浚淤泥漿的可行性和高效性[6,15]。從本質上講,VP-FSCM處理淤泥包含絮凝劑的絮凝調理、固化劑的化學膠結和真空預壓的加速脫水三重耦合作用。為更好地協同促進這三方面作用,在實際工程中應用VP-FSCM工藝處理淤泥時,本著高效廉價理念,需要優化外加劑(絮凝劑和固化劑)配方和確定合適的真空預壓施工參數。

固化劑的配方優化主要考慮固化成本、固化效率和環境成本。近年來,學者們嘗試利用工業廢渣等固體廢棄物替代傳統固化劑(水泥和石灰等),并就此開展研究。例如,孫秀麗等[16]試驗結果表明,用堿激發高爐礦渣替代部分OPC固化淤泥,不僅可以顯著提升其力學性能,還能穩定固化重金屬污染土;Jongpradist等[17]研究表明,改性粉煤灰摻入或替代部分水泥后,固化軟土的無側限抗壓強度和彈性模量均有所提高。絮凝劑的配方優化也主要考慮絮凝成本、絮凝調理效率和環境成本。常見絮凝劑類型包括:無機類(AlCl3、CaO等)、合成高分子類(聚丙烯酰胺PAM等)、天然高分子類(殼聚糖等)和微生物類[18-19],其中應用最廣泛的是AlCl3、CaO等無機絮凝劑和PAM類有機絮凝劑。例如,孫雨涵等[20]利用陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)和聚合氯化鋁(PAC)處理天津、連云港兩地高濃度淤泥質土,發現CPAM+PAC組合能有效使吹填混合淤泥形成膠體物質并沉降,泥水分離界限明顯;He等[21]針對不同類型和劑量PAM對疏浚泥漿進行脫水試驗,結果表明,陰、陽離子聚丙烯酰胺(APAM和CPAM)的脫水處理效果都較好;Cai等[22]和Wang等[23]將絮凝調理和真空預壓相結合,在豎直排水板保持一定的真空壓力時向疏浚淤泥中添加APAM和氫氧化鈣組成的復合絮凝劑,將結合水轉化為游離水,達到脫水目的。

筆者擬通過室內模型箱試驗探索VP-FSCM工藝處理廢棄淤泥(含水率為150%~300%)的可行性和高效性,優化VP-FSCM工藝在處理淤泥中的外加劑配方(類型和摻量等),并在試驗優選出的最佳外加劑類型和摻量條件下,設置不同真空壓力梯度,探究其對處理后淤泥的沉降脫水特性和力學特性產生何種影響。

1"試驗內容

1.1"試驗材料

試驗土樣取自蘇州常熟某生態環保清淤工程中的廢棄淤泥,室內測定的廢棄淤泥基本物性參數如表1所示,其天然含水率為液限的2倍,處于流塑狀態。根據《公路土工試驗規程》(JTG 3430—2020)[24]塑性圖分類,淤泥液限wLlt;50%且IPlt;0.73(wL?20),同時,有機質含量mOlt;5%,該廢棄淤泥屬于低液限粉土(ML)。表2給出了廢棄淤泥的粒徑特征值,淤泥的砂粒、粉粒、黏粒和膠粒分別為4.24%、84.45%、11.31%,由于淤泥級配指標不均勻系數Cugt;5,曲率系數Cc位于1~3范圍內,因此,本試驗廢棄淤泥屬于級配良好的土質[25]。

試驗所用固化劑共3種:水泥(OPC)、高爐礦渣(GGBS)、粉煤灰(FA)。水泥為425標號的普通硅酸鹽水泥,其化學組成以CaO、SiO2和Al2O3為主,占比分別為59.71%、22.92%、6.09%。高爐礦渣為上海微神新型建材有限公司生產的500目粒化高爐礦渣粉,其化學組成同樣以CaO、SiO2和Al2O3為主,占比分別為36.88%、30.64%、15.28%。粉煤灰來自河北靈壽縣某發電廠,為灰褐色,其化學組成以SiO2和Al2O3為主,占比分別為57.98%、30.42%。

根據前期對10余種無機絮凝劑和有機高分子絮凝劑綜合比選結果[6,15],試驗絮凝劑選擇2種無機絮凝劑(生石灰CaO、聚合氯化鋁PAC)和1種有機絮凝劑(聚丙烯酰胺PAM)。生石灰采用精細石灰粉,含鈣量為95%左右。聚合氯化鋁為白色,是介于AlCl3和Al(OH)3之間的一種水溶性無機高分子聚合物。聚丙烯酰胺選用分子量為1 600萬~1 800萬的AN926SHUC型法國愛森陰離子聚丙烯酰胺。

1.2"試樣制備與強度測定

開展VP-FSCM處理廢棄淤泥室內模型試驗,如圖1所示。其制備試樣、養護試樣和測定強度、測定排水量和測定養護后含水率操作流程與文獻[15]中一致。詳細步驟為:

1)淤泥試樣制備前,將PAM固體顆粒與水按質量比1:500混合溶解,配成PAM溶液待用。

2)取適量廢棄淤泥置于攪拌機內,按照淤泥的天然含水率和設計配合比計算出需要添加的水加入其中,機械均勻攪拌3 min,配制成淤泥漿備用。其中攪拌設備采用B80大型攪拌機,基本參數:料桶容量80 L,轉速288 r/min,額定輸入功率3.0 kW。

3)將稱量完成的設定劑量的固化劑(OPC、GGBS或FA)和絮凝劑(CaO和PAC(如有需要))加入淤泥漿試樣中,機械快速攪拌2 min,然后人工使用刮刀清除桶壁等“攪拌死角”,再機械攪拌1 min,制備成“淤泥-固化劑-無機絮凝劑”混合漿液。

4)如有需要,取設定劑量的有機絮凝劑PAM溶液加入“淤泥-固化劑-無機絮凝劑”混合漿液中,以90 r/min的速度機械勻速攪拌,直至開始出現絮團。然后以60 r/min的速度人工勻速攪拌,待產生大量絮團且上層清液基本無黏性時(表明PAM大部分已與土顆粒發生反應)停止攪拌,制備成“淤泥-固化劑-絮凝劑”混合漿液。

5)將步驟4)制備的“淤泥-固化劑-絮凝劑”混合漿液緩慢倒入真空預壓模型箱(見圖1)中,使用刮刀將試樣表面修整抹平,以減小不均勻自重應力產生的誤差。

6)將真空預壓模型箱與抽濾瓶、真空泵組裝連接(見圖1),然后按設定的真空壓力進行真空預壓試驗,持續抽滿4 h為止。在此步驟中需要同時記錄每組工況試樣排水量隨抽濾時間的變化和試樣表面沉降量隨抽濾時間的變化。

7)達到預定養護齡期后,使用自制小型取樣器分層取樣,每組試驗工況均有一組平行試樣,每個養護齡期均設4個測點[15],最后使用十字板剪切儀測定試樣的不排水抗剪強度,并取樣測定試樣養護后的含水率。

1.3"試驗工況

取廢棄淤泥的等效初始含水率wei(指淤泥所含水質量和PAM溶液所含水的質量之和與干土質量之比)為180%。控制固化劑(OPC、GGBS、FA)總量與干土質量之比為10%。控制無機絮凝劑CaO總量為1.5%,將無機絮凝劑PAC和有機絮凝劑PAM分別與CaO搭配,擇優選出復合絮凝劑類型,其中,PAC和PAM摻量分別固定為1%和0.12%。此外,真空壓力wP設置了0、20、40、60 kPa不同梯度,擬探究不同真空壓力對VP-FSCM工藝處理后淤泥的沉降脫水特性和力學特性產生何種影響。除了對照組工況A0和D1外,其余工況均采用薄膜密封的方式進行密封(見圖1)。所有試驗工況的養護齡期均為7、14、21、28 d。

廢棄淤泥試樣工況配比試驗方案如表3所示,其中工況A0和D1為絮凝-固化聯合法(FSCM)處理組,旨在通過分別與工況A1和D4試樣對比論證VP-FSCM相比FSCM處理廢棄淤泥的可行性和高效性;工況A1~A2、B1~B2、C1~C2為VP-FSCM處理組,6組工況中選用了3種固化劑搭配和2種絮凝劑搭配,旨在尋找出處理廢棄淤泥的最佳外加劑種類和最優摻量,也即擬進一步優化VP-FSCM工藝在處理淤泥中外加劑的配方;工況D1~D4中真空壓力不同,分別為0、20、40、60 kPa,擬探究不同真空壓力對VP-FSCM工藝處理后淤泥的沉降脫水特性和力學特性產生何種影響。

2"試驗結果與分析

2.1"VP-FSCM工藝處理廢棄淤泥的可行性分析

2.1.1"VP-FSCM相比FSCM處理淤泥強度的優勢

室內模型試驗證實了VP-FSCM工藝可以高效處理高含水率淤泥漿(含水率gt;300%),并將其轉化為路堤填料,進行資源化利用。尚需論證VP-FSCM工藝處理廢棄淤泥(含水率為150%~300%)的可行性。圖2顯示了采用FSCM(工況A0和D1)或VP-FSCM(工況A1和D4)處理廢棄淤泥的不排水抗剪強度隨養護齡期的變化曲線。圖2表明:1)FSCM(工況A0和D1)處理廢棄淤泥不排水抗剪強度隨養護齡期的增加增長不明顯,發展趨勢較為緩慢,28 d養護齡期下強度最高不超過25 kPa。2)試驗工況A1和D4采用VP-FSCM工藝處理廢棄淤泥,其不排水抗剪強度隨養護齡期增長顯著增加,28 d養護齡期下的不排水抗剪強度約為FSCM(工況A0和D1)處理組的2.76倍,強度達65 kPa,再次證實了VP-FSCM工藝處理廢棄淤泥的可行性和高效性,與前期試驗結論一致[6,"15]。

2.1.2"VP-FSCM相比FSCM處理淤泥養護后含水率的優勢

試樣的含水率是影響強度發展的重要指標,通過測定研究試樣的養護后含水率,也可以側面解釋上述強度發展規律。圖3顯示了FSCM和VP-FSCM處理廢棄淤泥養護后含水率隨養護齡期變化規律曲線,從圖3可以看出:1)相比FSCM,VP-FSCM處理廢棄淤泥可以顯著降低其養護后含水率,主要與前期4 h的真空預壓作用有關,抽濾4 h結束后,試樣的含水率出現懸崖式降低,主要歸因于真空預壓協同絮凝調理作用排出了大量水分。2)FSCM(工況A0和D1)處理組養護后含水率變化規律基本一致;VP-FSCM(工況A1和D4)處理組養護后含水率變化規律也相差不大。由于A組和D組試驗工況固化劑種類不一樣,分別為“10%摻量的OPC”和“5%摻量的OPC+5%摻量的GGBS”,說明試樣的養護后含水率與廢棄淤泥的處理工藝相關性較大,與固化劑的種類相關性較小。

結合圖2和圖3結果分析,為促使廢棄淤泥的資源化利用,可以在FSCM工藝基礎上引入真空預壓(VP),即利用VP-FSCM工藝處理廢棄淤泥可以滿足路堤填料的需求。其內在機理在于真空預壓固結脫水作用協同促進了絮凝劑調理作用和固化劑水化凝結作用,進而提高了處理后廢棄淤泥的不排水抗剪強度。

2.2"VP-FSCM工藝中固化劑組合配方優選

2.2.1"不排水抗剪強度

圖4為不同固化劑組合下VP-FSCM處理廢棄淤泥不排水抗剪強度隨養護齡期變化規律曲線,從圖4可知:1)在相同絮凝劑組合“1.5%摻量的CaO+0.12%摻量的PAM”條件下,工況A1、B1、C1處理廢棄淤泥的不排水抗剪強度隨養護齡期變化趨勢保持一致,工況B1對應最高不排水抗剪強度,工況A1其次,工況C1對應的不排水抗剪強度最低,說明這3種固化劑組合中最優的固化劑種類和摻量為“5%摻量的OPC+5%摻量的GGBS”。2)在相同絮凝劑組合“1.5%摻量的CaO+1%摻量的PAC”條件下,工況A2、B2、C2處理廢棄淤泥的不排水抗剪強度隨養護齡期變化規律與1)一致,即最優的固化劑種類和摻量同樣為“5%摻量的OPC+5%摻量的GGBS”。表明相較于傳統的硅酸鹽水泥,水泥堿激發礦渣復合固化劑在應用VP-FSCM處理廢棄淤泥時有著顯著的固化優勢。

2.2.2"養護后含水率

圖5為不同固化劑組合下VP-FSCM處理廢棄淤泥養護后含水率隨養護齡期變化規律,由圖5可看出:1)6組試驗工況中養護后含水率變化趨勢保持一致。在進行真空預壓4 h抽濾后,所有試樣的含水率陡降,隨著養護齡期的增長,養護后含水率降低速率放緩。2)在相同絮凝劑組合“1.5%摻量的CaO+0.12%摻量的PAM”條件下,工況A1、B1、C1處理廢棄淤泥的28 d養護后含水率分別為92.77%、87.66%、95.23%,結合圖4,最優的固化劑種類和摻量為“5%摻量的OPC+5%摻量的GGBS”。3)在相同絮凝劑組合“1.5%摻量的CaO+1%摻量的PAC”條件下,工況A2、B2、C2處理廢棄淤泥養護后含水率隨養護齡期變化規律與2)一致。

2.3"VP-FSCM工藝中絮凝劑組合配方優選

2.3.1"沉降脫水特性

在真空預壓過程中,通過電子秤實時稱量抽濾瓶質量變化并記錄實時沉降值(見圖1),繪制排水量和表面沉降量與抽濾時間變化關系曲線。圖6為不同絮凝劑組合下VP-FSCM處理廢棄淤泥的沉降脫水特性變化規律。

從圖6(a)可以看出:1)工況A1、B1、C1(或工況A2、B2、C2)處理廢棄淤泥的排水量隨抽濾時間變化規律趨勢基本保持一致,說明不同組合的復合絮凝劑對其產生較大影響。具體來說,在絮凝劑組合“1.5%摻量的CaO+0.12%摻量的PAM”下,在抽濾早期(0~120 min)土體總排水量增長較快,在抽濾晚期(120~240 min)趨于平穩,說明此時土體中大部分自由水已經被排出;在絮凝劑組合“1.5%摻量的CaO+1%摻量的PAC”條件下,處理后廢棄淤泥的排水量隨抽濾時間基本以恒定速率增加,說明此時需要更長時間的真空抽濾。2)不同固化劑組合對處理后廢棄淤泥的排水量隨抽濾時間變化趨勢影響不大。

從圖6(b)可以看出:1)工況A1、B1、C1(或工況A2、B2、C2)處理廢棄淤泥的表面沉降量隨抽濾時間變化規律趨勢基本保持一致,說明不同組合的復合絮凝劑對其產生較大影響。具體來說,在絮凝劑組合“1.5%摻量的CaO+0.12%摻量的PAM”條件下,在抽濾早期(0~50 min)土體表面沉降量增長較快,在抽濾晚期(50~240 min)趨于平穩,說明在真空預壓作用下,前50 min基本完成了土體的進一步加壓固結,4 h后表面沉降量約為75 mm;在絮凝劑組合“1.5%摻量的CaO+1%摻量的PAC”條件下,處理后廢棄淤泥的表面沉降量隨抽濾時間基本以恒定速率增加,說明此時需要更長時間的真空抽濾,4 h后表面沉降量約為44.6 mm。2)不同固化劑組合對處理后廢棄淤泥的表面沉降量隨抽濾時間變化趨勢影響不大。

從試驗結果可以看出,真空預壓不僅起到提高排水速率的作用,也能在試樣自重沉積的基礎上進一步促進淤泥中“物理沉積/固結-化學固化耦合過程”向更有利的方向發展,從而提高固化淤泥強度。VP-FSCM處理淤泥包含絮凝劑的絮凝調理、固化劑的化學膠結和真空預壓的加速脫水三重耦合作用,真空預壓的作用協同促進了前兩者作用的發揮。

2.3.2"不排水抗剪強度

為進一步證實VP-FSCM工藝在處理廢棄淤泥中最佳絮凝劑種類和最優摻量為“1.5%摻量的CaO+0.12%摻量的PAM”。將圖4、圖5分別繪制成柱狀圖,見圖7和圖8。圖7為不同絮凝劑組合下VP-FSCM處理廢棄淤泥在不同齡期下的不排水抗剪強度柱狀圖,圖7表明:1)固定固化劑組合條件下,分別分析工況A1與A2、工況B1與B2、工況C1與C2處理廢棄淤泥的不排水抗剪強度,發現絮凝劑組合為“1.5%摻量的CaO+0.12%摻量的PAM”的工況組強度總高于絮凝劑組合為“1.5%摻量的CaO+1%摻量的PAC”。2)在絮凝劑組合為“1.5%摻量的CaO+0.12%摻量的PAM”條件下,固化劑組合為“5%摻量的OPC+5%摻量的GGBS”的工況B1試樣不排水抗剪強度最高。

2.3.3"養護后含水率

圖8為不同絮凝劑組合下VP-FSCM處理廢棄淤泥在不同齡期下的養護后含水率柱狀圖,圖8表明:1)固定固化劑組合條件下,分別分析工況A1與A2、工況B1與B2、工況C1與C2處理廢棄淤泥的養護后含水率,發現絮凝劑組合為“1.5%摻量的CaO+0.12%摻量的PAM”的工況組含水率總低于絮凝劑組合為“1.5%摻量的CaO+1%摻量的PAC”。2)在絮凝劑組合為“1.5%摻量的CaO+0.12%摻量的PAM”條件下,固化劑組合為“5%摻量的OPC+5%摻量的GGBS”的工況B1試樣養護后含水率最低。

2.4"真空壓力對VP-FSCM處理廢棄淤泥效率的影響分析

2.4.1"沉降脫水特性

在傳統的真空預壓處理吹填地基中,真空壓力一直是眾多學者研究的重點。為了更好地將VP-FSCM工藝應用于工程中,在最優外加劑種類和摻量條件下,將真空壓力作為控制變量,研究真空壓力對VP-FSCM處理廢棄淤泥效率的影響。圖9為不同真空壓力下VP-FSCM處理廢棄淤泥的沉降脫水特性。

從圖9(a)可以看出:1)工況D2、D3、D4處理廢棄淤泥的排水量隨抽濾時間變化規律趨勢基本保持一致,說明真空壓力不會改變排水量隨時間變化規律趨勢。在抽濾早期(0~150 min)土體總排水量增長較快,抽濾晚期(150~240 min)趨于平穩,說明此時土體中大部分自由水已經被排出。2)不同真空壓力對土體排水量排出速率和總量產生較大影響,真空壓力越高,土體排水速率越快,總排水量越大,這一規律與傳統真空預壓法處理淤泥保持一致[6,"13-15]。

從圖9(b)可以看出:1)工況D2、D3、D4處理廢棄淤泥的表面沉降量隨抽濾時間變化規律趨勢雖然基本相同,但達到平穩態的時間不一致,分別為240、110、50 min,且最終的表面沉降量數值也不一致。2)不同真空壓力對土體表面總沉降量有較大影響,真空壓力越高,土體表面沉降越大,說明真空預壓產生的加壓固結越明顯,因此,在實際工程應用中,盡可能提高真空壓力,以促進土體的排水固結,也即高真空壓力可以提升VP-FSCM處理廢棄淤泥的效率。

2.4.2"不排水抗剪強度

圖10為不同真空壓力下VP-FSCM處理廢棄淤泥不排水抗剪強度隨養護齡期變化規律,圖10表明:1)除對照組工況D1外,不同真空壓力不改變不排水抗剪強度隨齡期變化規律趨勢,所有趨勢均為緩慢增長。2)真空壓力越高,不排水抗剪強度越大,例如養護28 d后工況D2~D4的不排水抗剪強度分別為50.21、59.62、66.47 kPa。這一規律與傳統真空預壓法處理淤泥保持一致[6,"13-15]。

2.4.3"養護后含水率

事實上,真空壓力不僅對VP-FSCM處理廢棄淤泥的不排水抗剪強度有影響,對試樣的養護后含水率也存在影響。圖11為不同真空壓力下VP-FSCM處理廢棄淤泥養護后含水率隨養護齡期變化規律曲線。從圖11可以看出,隨著真空壓力的提升,試樣的養護后含水率也逐漸降低,說明真空壓力的提升有利于促進淤泥排水。通過對比工況D2~D4與工況D1發現,處理后的廢棄淤泥養護后含水率明顯降低,證實了VP-FSCM處理廢棄淤泥的可行性與有效性。

結合圖10和圖11可以發現,進行真空預壓時設定的真空壓力越高,養護后含水率越低,不排水抗剪強度越高,這與一般情況下淤泥的含水率越低強度越高的規律一致,原因在于提高真空壓力可以促進淤泥絮凝調理而快速脫水,進一步發揮固化劑功效,進而提高土體的后期強度[6,"13-15]。

3"結論

通過室內模型箱試驗,探索了VP-FSCM工藝處理廢棄淤泥(含水率為150%~300%)的可行性和高效性;優化了VP-FSCM工藝在處理淤泥中的外加劑配方(類型和摻量等),得到以下結論:

1)VP-FSCM處理廢棄淤泥后土體28 d不排水抗剪強度為FSCM處理廢棄淤泥后的2.76倍。

2)通過分析各種試驗工況的沉降脫水特性和力學特性,得出用VP-FSCM工藝處理廢棄淤泥的最佳外加劑種類為水泥(OPC)、高爐礦渣(GGBS)、生石灰(CaO)和聚丙烯酰胺(PAM),且最優摻量分別為5%、5%、1.5%、0.12%。

3)在最佳外加劑類型和摻量條件下,真空壓力越高,處理后的廢棄淤泥不排水抗剪強度越高,養護后含水率越低。

4)實際工程中應用VP-FSCM工藝處理廢棄淤泥時,可優選出外加劑配方,并適當提高真空壓力,以提高其處理效率。

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