長廣溪

疏浚淤泥的固化處理技術與資源化利用

季冰;肖許沐;黎忠

【摘要】闡述了疏浚淤泥的工程特性及其資源化利用的可行途徑,著重介紹了目前

國內外常用的淤泥固化處理方法(即物理脫水固結、高溫燒結和化學固化)及各自存

在的優缺點和在工程中的具體應用,并提出應因地制宜地采取經濟、合理的固化處

理與資源化利用技術處置疏浚淤泥的有效途徑.

【期刊名稱】《安全與環境工程》

【年(卷),期】2010(017)002

【總頁數】3頁(P54-56)

【關鍵詞】疏浚淤泥;固化處理技術;資源化利用

【作者】季冰;肖許沐;黎忠

【作者單位】中水珠江規劃勘測設計有限公司水環境與生態修復研究所,廣

州,510610;河海大學環境科學與工程學院,南京,210098;中水珠江規劃勘測設計有

限公司水環境與生態修復研究所,廣州,510610;中水珠江規劃勘測設計有限公司水

環境與生態修復研究所,廣州,510610

【正文語種】中文

【中圖分類】X705

為了改善河湖的水質，保證河道正常的泄洪能力和航道、港口的暢通，包括我國在

內的世界各國都在開展大規模的疏浚和清淤工程［1～4］。據統計，僅我國的珠

江三角洲地帶每年產生的疏浚淤泥量就達8000萬m3左右，而我國每年拋入海

洋的淤泥量接近2億m3，未來十年水利、海洋工程中仍將會產生大量的疏浚淤泥

已成為難以回避的現實。

疏浚工程中產生的疏浚淤泥通常采用堆放或拋棄的方法處理，一方面不僅占用大量

的土地，造成大量土地資源的浪費，且將其拋到外海，會嚴重影響海洋資源的有效

利用，對海洋環境將會造成不可彌補的破壞；另一方面，疏浚淤泥大多含有重金屬、

有機質等污染物，必然會對周邊環境造成二次污染。目前，疏浚淤泥的廢棄對環境

的影響越來越引起各方面的重視，已經成為我國大江大河治理和海洋工程發展的制

約性因素。

為了有效處理和利用淤泥，不少發達國家以商業化方式對淤泥進行了綜合開發利用。

如：英國、荷蘭、法國、瑞典和澳大利亞等國家，早在20世紀80年代末就開始

利用淤泥為主要原料，制造高效凈化燃料，其熱值比普通煤高出30%，而且燃燒

過程中不會排放出有害氣體；德國目前已有5家淤泥收集、處理工廠，每年處理

淤泥30萬t；在日本，淤泥已被用來生產各類建筑材料，以淤泥為主要原料制成

的磚塊透氣性好、重量輕，容易制出不同的色彩，很適宜用于建筑物的裝飾，已成

為國際市場的暢銷貨。然而在我國，由于經費和技術上的原因，目前淤泥尚無穩定

而合理的出路，主要是以農肥的形式用于農業。對疏浚淤泥進行固化與資源化處理，

不僅有利于疏浚河道湖泊等、防止水質富營養化和凈化城市環境，而且對淤泥綜合

開發利用，化害為利，在國內形成一個極有發展前途的新興產業，具有重要的作用。

因此，探討適合我國國情的疏浚淤泥固化與資源化利用技術，具有現實意義。

淤泥是黏土礦物等細小顆粒在粒子間靜力和分子引力的作用下，在海洋或湖泊區等

緩慢的流水環境中發生沉積所形成的絮狀和蜂窩狀結構沉積物。淤泥的疏浚絕大多

數采用機械開挖和水力吹填方法施工，所形成的疏浚淤泥的工程特性很差，主要表

現為黏粒含量高、含水率高、壓縮性大、強度低、滲透性能差、排水固結緩慢。造

成疏浚淤泥工程特性差的根本原因在于疏浚淤泥的黏粒含量高，大多呈薄片狀，其

比表面積大，且表面往往帶有負電荷，會吸附帶極性的水分子和水合陽離子，以致

在其表面形成一定厚度的吸附水層，而吸附水的黏滯性較大、能動性較小，比較難

以脫出（在100～150℃下才能脫出）。

除了上述工程特性以外，疏浚淤泥往往還存在有機質和重金屬的污染，這些污染物

往往吸附在細小的黏粒表面，分離和清除非常困難。因此，在疏浚淤泥資源化處理

時還應考慮如何防止二次污染的問題。

目前國內外淤泥固化處理技術主要包括物理脫水固結、高溫溶解燒結和化學固化3

類。

2.1物理脫水固結

物理脫水固結是指通過采用晾曬、機械脫水、袋充脫水的辦法去掉淤泥中多余的自

由水。當產生的淤泥量較少而且有場地進行攤鋪晾曬時，可以采用晾曬的方法，通

過晾曬蒸發去掉淤泥中多余的水分后，即可用作填土材料進行使用。但這種方法只

適用于少量淤泥的處理，而且要有足夠的場地，同時受天氣的影響也很大［5］。

機械脫水的方法是使用脫水機械將淤泥中多余的水分除去，脫水后易于運輸和使用。

但是由于疏浚工程產生的淤泥量巨大，普通脫水設備的價格較高，加之脫水效率較

低，難以滿足大型疏浚工程要求，而且淤泥經脫水后其含水率仍接近液限水平，還

需要進行二次處理才能滿足工程用土要求。在各種筑堤、填海、堤岸加固工程中，

對于含沙量較高的淤泥，也有很多采用高壓袋充固結排水的方法進行資源化利用。

如在永定新河建閘的圍堰工程中，由于外運土料距離遠、成本高，就采用土工織物

袋高壓充填的方法建堰。袋充方法具有施工速度快、造價低、就地取材的特點，但

只適用于含沙量較大的淤泥，對于粉粒、黏粒含量較高的淤泥該法難以達到預期的

效果。

這里應該指出的是，上述3種物理脫水固結技術只是將孔隙水部分或全部脫出，

并沒有除去其中的污染物質，也就是說處理后仍具有污染性。因此，對于有高污染

性的疏浚淤泥，采用物理脫水固結后，仍應考慮采取措施防止二次污染。

2.2高溫溶解燒結

高溫溶解燒結處理是通過高溫處理，使疏浚淤泥脫水、有機成分分解、顆粒之間黏

結，或無機物發生溶解，然后再通過冷卻，使得淤泥熔合成具有相當強度的固體顆

粒［6］。高溫溶解燒結處理的一個重要優點是“減污作用”，即溶解有機污染物，

提高無機污染物的惰性。

淤泥通過燒結處理可以制成建材，也是一種經濟有效的資源化方法，其主要用途有

制輕質陶粒、熔融微晶玻璃、生產水泥、制磚等。

輕質陶粒一般可作路基材料、混凝土骨料或花卉的覆蓋料，但由于成本和商品流通

上的問題，還沒有得到廣泛應用。日本研制成功的淤泥微晶玻璃，是建筑物優良的

裝飾材料，其類似于人造大理石，外觀、強度、耐熱性都比較優良。利用淤泥生產

的生態水泥成本僅為普通水泥的1/3，但因原料不同而其化學成分、性能等有所不

同，由于生態水泥含氯鹽較高，會使鋼筋銹蝕，一般主要用作地基的增強固化材料

和素混凝土。用淤泥為主要原料制成的磚塊透氣性好、重量輕，如將其用于鋪設人

行道，雨水能夠比較容易滲過磚塊直接進入地下，從而可防止因下水道排水不暢而

造成的積水。如蘇南運河蘇州段疏浚工程就向當地的窯廠提供淤泥60多萬m3，

用于生產磚瓦［5］；近年來浙江省出臺了利用河道淤泥制磚的扶持政策，鼓勵磚

瓦企業利用淤泥制磚造瓦，一些磚瓦企業紛紛投資參與河道疏浚并利用淤泥制磚造

瓦，有效加快了河道疏浚，一舉多贏。

疏浚淤泥的高溫溶解燒結方法是一種具有高附加值的處理方法，也是解決疏浚淤泥

出路問題的有效途徑，但是對疏浚淤泥的性質有一定要求，而且燒結處理要在大型

的固定工廠內進行，給疏浚淤泥長距離運輸帶來不便。由于處理量有限，處理設備

為固定式且投入巨大，不適宜于處理大量的疏浚淤泥。

2.3化學固化

化學固化技術是向淤泥中添加固化材料，通過攪拌混合、養護，使淤泥、水、固化

材料之間發生一系列的水解和水化反應，在淤泥顆粒表面產生膠凝物質，使淤泥顆

粒具備一定的水穩定性和強度穩定性。另外，具有膠凝性質的水化產物在淤泥顆粒

之間形成了網狀結構，即構成了骨架，結晶類的水化產物則填充網狀結構的孔隙，

待硬化后淤泥便具備了一定的結構強度。顯然，化學固化處理不僅可以增大淤泥顆

粒的粒徑，還可以通過固化材料的水化作用有效地降低淤泥的含水率。另外，包裹

著淤泥顆粒的凝結硬化殼可有效地降低其中污染物質的活性，從而起到一定的“減

污”作用。

疏浚淤泥化學固化處理技術的優點主要有：①適用于大量、大規模的疏浚淤泥處理，

可以廣泛地用于填海等大型工程；②施工簡便靈活，同時由于具有快硬性，可以縮

短填土施工工期；③可以根據固化疏浚淤泥的用途設計配方，一次處理使其滿足工

程對強度、變形和滲透性的要求；④固化反應后所產生的包裹著淤泥顆粒的凝結硬

化殼可有效地降低疏浚淤泥中污染物質的活性，從而起到一定的“減污”作用；⑤

若采用工業廢料粉煤灰、廢石膏等作為輔助固化材料，則可進一步降低工程造價，

同時也消納了粉煤灰、廢石膏等工業廢料，能夠產生較好的環境效益。

疏浚淤泥固化處理技術的缺點是：前期設備投入較大，成本較高，不適合小規模的

填筑工程。

綜上所述，采用物理晾曬方法處理淤泥，雖然施工簡單、處理成本低，但晾曬需占

用大面積場地，而且易受天氣影響，而機械脫水設備價格較高、處理效率低，難以

滿足大型疏浚工程的要求，目前在國內也未得到廣泛應用；采用高溫溶解燒結方法

處置淤泥，能產生較高附加值的產品，但其對淤泥性質有一定的要求，而且處理費

用高、處理淤泥量有限，對處理含沙量過高的疏浚淤泥不適用［7］，對處理大量

的淤泥也不太合適；采用化學固化方法對淤泥進行處置，處理效率高、施工方便，

且易于推廣應用，如目前采用該技術對無錫長廣溪堆場淤泥進行固化資源化利用已

經獲得了成功［8］，但化學固化方法處理淤泥的投資較大，因此開發適應我國國

情的淤泥固化處理設備和固化劑勢在必行。

（1）疏浚淤泥固化處理應根據淤泥組分、污染程度、待處理淤泥量、處理后的應

用目的、污染控制標準等，并結合當地的經濟條件，因地制宜地采取經濟有效、合

理的固化處理和資源化利用技術。

（2）疏浚淤泥是一種很有利用價值的潛在資源，淤泥固化處理與資源化利用可以

解決我國大量產生的廢棄疏浚淤泥的處理問題和海洋拋泥造成的環境污染問題，也

可解決工程建設用土的問題，在我國是一個極有發展前途的新興產業，具有廣闊的

應用前景。

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