CN102941209A

CN102941209A - 一种掺合生活垃圾焚烧底灰固化疏浚淤泥的方法

Info

Publication number: CN102941209A
Application number: CN2012104402796A
Authority: CN
Inventors: 陈萍; 杨云芳
Original assignee: Zhejiang Sci Tech University ZSTU
Current assignee: Zhejiang Sci Tech University ZSTU; Zhejiang University of Science and Technology ZUST
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2013-02-27

Abstract

本发明公开了一种掺合生活垃圾焚烧底灰固化疏浚淤泥的方法。生活垃圾焚烧底灰的掺加量与疏浚淤泥重量之比为0.3～0.5：1，固化剂掺量与生活垃圾焚烧底灰重量比为0.1～0.2：1，28天龄期的固化体无侧限抗压强度为50~80kPa，水浸泡不坍塌崩散。本发明利用了垃圾焚烧底灰的骨料特性、吸附性及潜在水硬性的特点，针对性处理疏浚泥的粘粒含量高、含水率高、强度低等问题，固化处理后的疏浚淤泥可以作为填土材料进行资源化利用。本发明充分利用垃圾焚烧底灰的物理化学特性，以废治废，与现有的疏浚淤泥固化技术相比固化费用明显降低，且同时解决了两种废弃物的出路问题，具有明显的环境效益和社会效益。

Description

一种掺合生活垃圾焚烧底灰固化疏浚淤泥的方法

技术领域

本发明涉及一种固体废弃物的处理方法，尤其是涉及一种掺合生活垃圾焚烧底灰固化疏浚淤泥的方法。

背景技术

为了改善河流湖泊的水质或保证河道正常的泄洪能力及航道的畅通，每隔一段时间须开展河道湖泊的疏浚清淤工程，由此将产生大量的疏浚淤泥。疏浚淤泥主要由粘粒组成，含水量高且脱水困难，强度低，土力学性质差，并含有一定的有害污染物。目前国内对疏浚淤泥的处置主要是直接废弃于陆地抛填区或低洼地区，有些甚至占用鱼塘和耕田，形成的土地由于非常软弱难以进行开发利用。而随处废弃的淤泥本身，不仅占用大量的土地，也会对环境造成二次污染。因此，对疏浚淤泥的处理处置已经成为我国河道湖泊治理的制约性因素。

案例1：1999年-2003年杭州西湖清淤工程淤泥通过管道输送至江洋畈，形成100万立方米的淤泥库，现成为大片沼泽地，周围栅栏维护，内通过栈道方可进入。

案例2：无锡西五里湖一期疏浚工程共产生60万方淤泥，需要设置3个堆场进行处理，占用农田达500亩，并涉及拆迁和农业、渔业赔偿等问题，给工程带来了很大的难度。

案例3：2001年由于香港九号货柜码头施工淤泥废弃引起的污染问题，引起了绿色和平组织和当地渔民的抗议。

目前有研究通过添加水泥、粉煤灰、石灰等固化材料改善疏浚泥的力学性质，但由于疏浚泥粘粒含量高，含水量大，导致固化材料用量较大，固化成本很高。也有研究通过添加砂、土等材料改善淤泥的颗粒级配，再利用水泥等固化材料进行固化处理，这种方法固化效果较好，但需耗费天然的砂土料，且使用的固化剂以水泥为主，添加量仍然较大。目前上述固化技术均较难在国内推广。

生活垃圾焚烧底灰是从城市生活垃圾焚烧炉底部排除的炉渣，主要由渣土、陶瓷类物质碎片和其他一些不可燃及未燃的物质所组成，除去其中的大宗物质后，其外观与浅灰色的细砂和砾石相似，质轻，表面多孔，吸附能力强。目前发达国家生活垃圾焚烧底灰的处理处置主要采用卫生填埋或经筛选处理后作为集料进行资源化利用。经调查我国上海江浙等地区垃圾焚烧底灰主要采用卫生填埋进行处置，同时也有制砖或作为道路路基填料的尝试。我国经济发达地区许多城市已经兴建了或正在兴建大型生活垃圾焚烧厂，焚烧处理已占生活垃圾总处置量的14%，年产炉渣450~650万吨。随着生活垃圾产量及焚烧比例的增加，垃圾焚烧底灰产量将日益增加，因此探索底灰的资源化利用途径具有重要意义。

生活垃圾焚烧底灰的理化性质和工程特性研究结果表明：

底灰主要由粒径为0.1~5.0mm的无机矿物颗粒组成，坚固性较好，具有较为稳定的颗粒级配，与砂类土相似，适合用作路基、路堤等填筑材料（张建明，胡敏云等. 两种典型垃圾焚烧灰渣特性的试验研究, 环境污染与防治, 2008, 30(12): 50-59）。将底灰掺加到以粘粒为主的疏浚淤泥中，将改善其颗粒级配，对软弱淤泥起到类似骨架的支持作用。

生活垃圾焚烧底灰是生活垃圾经高温灼烧后水淬降温所成，SiO₂是垃圾焚烧底灰中主要的矿物成分之一（张建明，胡敏云等. 两种典型垃圾焚烧灰渣特性的试验研究, 环境污染与防治, 2008, 30(12): 50-59），有的焚烧工艺还需使用煤助燃，如此生成的底灰含有一定的活性SiO₂成分，因此具有一定的潜在水硬性（潜在水硬性即本身遇水不发生化学反应，但在Ca(OH)₂ 或CaSO₄等激发剂的激发下遇水生成水硬性胶凝物质）。利用垃圾焚烧底灰的潜在水硬性，使用石灰作为激发剂，可以对疏浚淤泥起到一定的胶结固化作用。

另外，经高温灼烧而形成的垃圾焚烧底灰颗粒大多表面疏松多孔，类似海绵状颗粒，其中含有的铝硅酸盐是重金属吸附剂的主要成分（范晓平，刑介明等，生活垃圾焚烧灰渣的物理化学特性，环境卫生工程，2009,17（3）：4-6）。底灰中表面多孔的颗粒有助于吸收淤泥中的水分，并对污染物具有一定的吸附稳定作用。因此将生活垃圾焚烧底灰掺加到疏浚淤泥中后，焚烧底灰能够起到降低疏浚淤泥的含水率和浸出毒性的作用。

生活垃圾焚烧底灰本身的重金属含量很低，没有环境危害性（范晓平，刑介明等，生活垃圾焚烧灰渣的物理化学特性，环境卫生工程，2009,17（3）：4-6），也没有放射性危害（陈东河, 吴笑梅等. 城市生活垃圾焚烧炉渣的性质及其环境影响评价, 城市环境与城市生态, 2006, 19(5): 6-8），因此将生活垃圾焚烧底灰掺加到疏浚淤泥中再经适当固化处理后将具有环境安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种掺合生活垃圾焚烧底灰固化疏浚淤泥的方法。将生活垃圾焚烧底灰掺加到疏浚淤泥中，利用生活垃圾焚烧底灰的骨料特性、吸附性能及潜在水硬性等特点，有针对性地处理疏浚淤泥粘粒含量高、含水量高、强度低、含污染物等问题，能够对疏浚淤泥的土力学性质起到较大的改善作用，同时能降低疏浚淤泥固化物的浸出毒性，实现以废治废。

本发明采用的技术方案包括以下步骤：

本发明以生活垃圾焚烧底灰的掺加量与疏浚淤泥重量之比为0.3～0.5：1，固化剂掺量与生活垃圾焚烧底灰重量之比为0.1～0.2：1， 28天龄期的固化体无侧限抗压强度为50~80kPa，水浸泡不坍塌崩散。

所述疏浚淤泥为河道、湖泊清淤产生的淤泥。

所述生活垃圾焚烧底灰为城市生活垃圾焚烧厂焚烧炉底部排出的炉渣经预处理后的产物（即筛除大宗物质、黑色及各种有色金属）。

所述固化剂为生石灰。

本发明具有的有益效果是：

（1）本发明以废治废，固化产物可以作为填土材料进行资源化利用，一举两得地解决了疏浚淤泥及生活垃圾焚烧底灰的出路问题。

（2）本发明利用了生活垃圾焚烧底灰的骨料特性、吸附性及一定的潜在水硬性特点，有针对性地处理疏浚泥粘粒含量高、含水率高、强度低、含污染物等问题，生活垃圾焚烧底灰对疏浚泥的土力学性质起到较大的改善作用，而垃圾焚烧底灰目前作为一种固体废弃物，不需耗资购买，因而可有效降低疏浚淤泥的固化成本，同时缓解城市周边卫生填埋场地紧张问题。

（3）本发明没有使用水泥、粉煤灰等固化材料，而是采用生石灰这种廉价的胶凝材料，该固化材料遇水反应生成熟石灰，反应过程中大量吸水对疏浚淤泥起到一定的减水效果；另外生成的熟石灰既能对疏浚泥产生固化作用（本身的胶结作用），同时也能激发底灰的潜在水硬性，可以说起到一石三鸟的效果。

（4）本发明利用生活垃圾焚烧底灰的吸附性、潜在水硬性及生石灰的固化作用，对疏浚淤泥和生活垃圾焚烧底灰中的污染物具有一定的稳定化效果，可有效降低固化物的浸出毒性，解决固化物资源化利用中潜在的二次污染问题。

具体实施方式

实施例1：

生活垃圾焚烧底灰的掺加量与疏浚淤泥重量之比为0.3：1，生石灰掺量与生活垃圾焚烧底灰重量之比为0.15：1，28天龄期固化体的无侧限抗压强度为60kPa，水浸泡不坍塌崩散，可作为建筑物地基回填材料利用。

实施例2：

生活垃圾焚烧底灰的掺加量为疏浚淤泥重量的0.5：1，生石灰掺量与生活垃圾焚烧底灰重量之比为0.10：1，28天龄期固化体的无侧限抗压强度为65kPa，水浸泡不坍塌崩散，可作为公路路堤填土材料利用。

实施例3：

生活垃圾焚烧底灰的掺加量为疏浚淤泥重量的0.4：1，生石灰掺量与生活垃圾焚烧底灰重量之比为0.20：1，28天龄期固化体的无侧限抗压强度为80kPa，水浸泡不坍塌崩散，可作为河堤填筑材料利用。

Claims

1.一种掺合生活垃圾焚烧底灰固化疏浚淤泥的方法，其特征在于：生活垃圾焚烧底灰的掺加量与疏浚淤泥重量之比为0.3～0.5：1，固化剂掺量与生活垃圾焚烧底灰重量之比为0.1～0.2：1， 28天龄期的固化体无侧限抗压强度为50~80kPa。

2.根据权利要求1所述的一种掺合生活垃圾焚烧底灰固化疏浚淤泥的方法，其特征在于：所述疏浚淤泥为河道、湖泊清淤产生的淤泥。

3.根据权利要求1所述的一种掺合生活垃圾焚烧底灰固化疏浚淤泥的方法，其特征在于：所述生活垃圾焚烧底灰为城市生活垃圾焚烧厂焚烧炉底部排出的炉渣经预处理后的产物。

4.根据权利要求1所述的一种掺合生活垃圾焚烧底灰固化疏浚淤泥的方法，其特征在于：所述固化剂为生石灰。