碱渣淤泥加速干固造地工程研究

（中交上航（福建）交通建设工程有限公司，福建 厦门 361000）

进行环境治理的根本目标就是要将环境恢复到未发生污染前的状态，这需要一定的时间和技术作为保障。就当前的环境治理力度来看，污染治理更需要结合实际污染情况，采用切实措施，将治理后的效益充分发挥，才能吸引相关单位投入治理过程中。碱渣淤泥加速干固造地工程可以将被污染的碱渣淤泥地进行快速干涸固化，成为建筑用地等，实现了资源的再利用，对于国家和地区经济和社会建设，都有重大的价值。而相关技术的研究和应用，显得非常重要。

1 碱渣的处理及碱渣淤泥加速干固造地工程的必要性

碱渣是碱厂使用氨碱法生产纯碱过程中产生的白色固体肥料，属工业废渣之一。当前我国生产纯碱大多是采用氨碱法，因此会产生大量的废渣，这些废渣会对周围环境造成影响。碱渣对环境和人们生活带来的危害早已被知。对此，国内外也有针对碱渣如何变废为宝的研究，提出了众多有效的方法。国内对碱渣也有深入的研究，因为我国碱厂多，纯碱工业在整个国民经济中地位重要。因此，在这方面的研究利用研究也较为深入。目前常见的碱渣处理方法有：直接处理法，通过焚烧处；中和法，通过二氧化碳或者硫酸中和碱渣和废液，调节pH值后通过污水处理厂生化处理；WAO法，高温高压条件下将氧气作为氧化剂，液相中邮寄氧化为二氧化碳及水等小分子有机物，等等。总的来说，目前对碱渣淤泥的处理，主要的办法就是合理排放和集中堆存，很少涉及加速干固的问题。这主要是因为国外的污染面积和程度较小，这种程度的处理就可以满足实际治理需要。但我国很多需要治理的区域面积较大，程度较深，加速干固的难度也比较高，有做此研究和处理的必要性。具体的做法就是基于对碱渣成分的分析，确定其性状等因素，通过化学改性等方法，提高干固的速度。化学改性可以改善碱渣对水分的持有性能，提高干固效率，同时也有助于抗压强度的提升，对干固造地工程有非常直接的帮助。

2 碱渣淤泥加速干固造地工程的具体实施

通过具体的方法措施，提速碱渣淤泥加速干固，这对整个污染物造地工程有非常重要的价值。

2．1 碱渣淤泥加速干固造地工程技术路线选择

碱渣是一种严重的环境污染物，其主要成分为钙、镁、钠等为主的盐类，还包括氧化铁，以及一些不溶于酸的物质，因为其内部含有较多CI，因而很难被干燥。当这些碱渣被排放到自然环境中，会与其中的一些物质结合，构成一些孔隙大、含水高、硬度差的淤泥状物质，加之内部含有微生物和有机物等，更使得脱水难度加大。在碱渣淤泥中，水以5种方式存在，具体如表1所示。

表1

由上表可以看出，除了间隙水比较容易处理外，其他碱渣淤泥中的水分很难通过机械的方式完成相应的处理。碱渣内的水分与固体物质结合非常紧密，其结合力要与碱渣物质中的固体粒子吸水能力有直接关系。只要降低这些固体物质粒子对水分的吸附能力，就可以有效地提升干固效率。而化学改性技术的引入，就是要改变碱渣中各类物质对水分的吸附作用效果，进而提升其干固效率。通过采用该技术方法，可以显示几个显著的优势：一是能够直接降低淤泥的保持水能力，加速淤泥干固速度；二是能够提升碱渣的固结硬度，使得其表面强度得到很好的改善。在实际的工程作业中，这两个方面特性都是非常有利的因素。

2．2 碱渣淤泥加固造地工程的技术要求

通过采用这一技术路线，需要对碱渣淤泥中添加干固剂，在具体的工程实施过程中，还要有一个基本的前提条件，要确保不制造二次污染问题。对于干固剂选择方面，具体来说有以下几个要求：（1）不会对土壤构成任何污染问题。将干固剂加入被测碱渣淤泥中，会发生一些化学反应，而此时的添加物和新生成物都不能对土壤构成污染，不可对人类和生物等的健康和安全行成危害作用，不能产生恶臭等不舒适味道等。如果这些问题存在，也就失去了治理的作用。（2）不会对地表水和形成污染。改性处理的碱渣淤泥其水溶性会进一步降低，只能改善对地表水的原有污染状况，而不会形成任何新的水体污染问题。（3）要考虑工程成本问题。干固造地是一项较为巨大的工程项目，如果实施成本过高，其可操作性就会受到影响，在实际的应用中也会受到很大限制。

基于以上三点考虑，需要针对工程施工中所采用的各种干固剂试剂、溶剂、助剂等，进行反复的研究和配比，针对治理对象的具体污染情况，获取最优化的实施方案，以取得最佳的治理效果。

2．3 碱渣淤泥加速干固造地工程中的具体实践

某工程路段范围内地表以下有5m的碱渣，由于碱渣含水量高、遇水强度显著降低，考虑到其道路的工程性质交叉，为此，对现场碱渣进行取样，并对其进行室内无侧限抗压强度、承载力测定，同时利用不同的辅料（水泥、石灰、粉煤灰）及土与碱渣进行掺配，利用碱渣作为路基处理填料，并以此确定何时的处理方式，并提出合理的方案。

为取得最佳的碱渣淤泥速干处理效果，必须对干固剂及其配套制剂进行实验室内的实验验证，采用被治理环境的碱渣淤泥样品，在实验室环境下调试最适合的配比方法。基于此，再继续研究具体的施工流程和关键工序的标准要求，使得干固剂的效能得到最佳发挥，同时，确保施工成本在预期允许的范围内。

具体到施工应用过程中，不但要制定详细的技术方案，根据施工进度调整干固剂的剂量和配方，还要有应对不同情况的充分准备，针对不同情况有可以应对的具体措施。要加强对现场碱渣淤泥干固情况的监测，根据这些监测数据调整下一步干固剂的配比实施方案。具体的监测方法有几个要点需把握：

一是目测比较。就是通过眼睛直接观察碱渣的颜色和性状等发生的变化，长期堆放的未处理碱渣表面会呈现灰白色，其外面有一层干壳，内部是白色的膏状物，粘手，没有任何强度。加固化剂后，手感会干燥硬实，强度也有较大改善。

二是对密度进行测量。正常情况下的碱渣样品其密度大多处于1.5～1.58g/ml的范围，加入干固剂并充分作用后，其密度会有显著提升，检测后发现，其密度可以达到1.9～2.0g/ml的范围。密度越大，说明干固效果越显著。

三是对脱水率的测量。此时，可以将检测样品置于烘箱内，保持120℃的温度，持续烘烤15小时，此时样品的水分已经完全丧失。称取烘烤前后的样品质量，并对比前后的差异性，就可以得知样品的脱水率情况。通常情况下，未处理的碱渣样品其实际脱水率大约为51.8%～53.1%，而经加固剂处理的样品其脱水率可以达到30.6%～36.7%的程度，其水分的脱失情况会比较明显。

3 结语

综上所述，为提高碱渣淤泥干固速度，确保造地工程在时限内完成各种建设工作，需要针对碱渣淤泥进行脱水处理，利用化学方法降低碱渣物质的持水性能，进而提高干燥速度和固化程度。相关处理技术和方法的研究和实施，有非常大的经济价值和社会效益，是我国开发碱渣污染地域和进行环境治理的有效手段。这种技术的选择，需要根据具体的污染情况来确定方案和实施的过程，同时还要充分考虑避免治理中的二次污染问题，这也是要不断升级治理技术的原因。