[发明专利]一种海淤泥资源化利用方法及系统

说明书

本发明属于海域清淤与固体废弃物资源化领域，公开了一种海淤泥资源化利用方法及系统。所述海淤泥资源化利用方法包括：(1)将海淤泥浆液采用水力旋流分离得粗颗粒砂和细颗粒淤泥泥浆；(2)将粗颗粒砂脱水后作为建筑材料；将细颗粒淤泥泥浆与污泥生物炭混合搅拌调质后进行脱水，得到淤泥固相；(3)当淤泥固相中重金属含量符合国家农用污泥污染物控制标准GB4284‑2018时，则将其作为绿化种植土；当超出以上标准时，则将其依次进行造粒、烘干、烧结和冷却以制成陶粒。采用本发明提供的方法和系统解决了现有清淤海泥技术中砂泥混合的问题，以污泥生物炭作为调理剂，实现了海淤泥高效脱水脱盐与全流程利用，连续高效，自动化程度高，成本较低，无二次污染。

技术领域

本发明属于海域清淤与固体废弃物资源化利用领域，具体涉及一种海淤泥资源化利用方法及系统。

背景技术

海淤泥伴随洋流的蠕动会堵塞航道，加剧航道清淤成本；海淤泥促使海水的富营养化，严重时还会造成海水养殖场的淤塞甚至废弃；沿海地区工程设施的建设，也会产生大量废弃的海淤泥。“不断再生的”海淤泥对近海环境及工程设施的建设、维护带来了极大的困难、隐患，不但造成了新的环境问题，而且浪费了海底淤泥潜在应用价值。因此，随着我国水利和水环境治理工程的大规模开展，每年都会产生大量的疏浚淤泥。如何对挖掘出的海底淤泥进行有效合理处理并开发利用是一个需要面对的问题。疏浚淤泥主要以细颗粒土为主，富含有机质和各类污染物，加上疏浚施工的扰动，淤泥通常被打散形成高含水率的泥浆状态，在本质上属于高含水率的固体废物。疏浚淤泥含水率高、颗粒细以及受到不同程度的污染是造成其难以规模化处理的难点：(1)高含水率：淤泥指在静水或缓慢的流水环境中沉积，并经生物化学作用形成，本身是一种连结松散、孔隙中充满水的低强度土，表层淤泥的原位含水率通常为100％-150％；在环保清淤工程中，通常利用绞吸、泵吸或水力冲挖的方式将淤泥扰动成泥浆状态，再用泵输送到堆泥场；1m³淤泥挖出后体积增大4-6倍，质量分数仅为10％-20％，呈流动状态；(2)细颗粒含量高：淤泥主要来自水土流失、点源和面源排放、大气降尘的颗粒物，成分主要以细粒土为主；淤泥细颗粒主要以次生黏土矿物为主，主要成分为SiO₂、Fe₂O₃、A1₂O₃、CaO、MgO和Na₂O等；这些黏土矿物具有很大的比表面积和吸附能力，与水分的结合力很强，造成淤泥脱水困难；(3)含有污染物：淤泥颗粒在水中沉积时，颗粒表面通常带有的电荷会吸附水中的N、P、重金属和许多大分子官能团到其表面，使淤泥不同程度地受到有机物和营养盐的污染。

近海地区通常以海洋抛泥方式进行处置，而内陆地区通常设置堆场进行堆放。疏浚淤泥中的泥土成分可作为海上或陆地低洼区的填土材料，通过将淤泥吹填在一定区域后，再进行真空或堆载固结方法提高地基强度。这一方法在世界上许多国家和地区已经得到了应用，如日本、新加坡、荷兰的众多海上人工岛和机场的建设中都大量使用了疏浚泥进行吹填，吹填后再进行地基加固的办法。疏浚泥吹填造陆方法的主要问题是吹填后地基软弱，施工机械长期内难以进入；另外淤泥由细颗粒组成，渗透性差，打插的排水通道容易堵塞，固结需要较长时间，待自然蒸发和固结沉降形成土地后恢复使用的过程需要持续几年至几十年。由此可见，海淤泥吹填造地的方法适用于施工周期比较宽裕的工程。另一方面，海淤泥难于进行资源化利用的主要原因是其中含有大量的盐分，含盐量在3-5％左右。只有去除海淤泥中的盐分，才能对海淤泥进行资源化利用。海淤泥中的盐分多为氯化钠等可溶性盐，溶解在海淤泥中的水中，因此将海淤泥中的水挤出，即可降低海淤泥的含盐量。目前仅有原位的堆载预压、真空预压等排水方法，但处理时间长达数年。淋洗脱盐方法主要是采用大气降水或者灌溉直接对盐碱地进行淋洗，由于盐碱地土壤渗透系数较大，淋洗液在淋洗过程中下渗较快，快速透过地层。因此在原位淋洗过程中需要耗费大量的水，不但造成水资源的浪费，淋洗脱盐的时间也相对较长。综上所述，海淤泥含水率较高，处理之前必须寻求经济可行的脱水脱盐方案，减少淤泥体积，实现减量化；同时，海淤泥最理想的处理方案必然是实现资源化利用，将其作为其他产品的原材料，实现资源循环利用将成为海淤泥处理的必然方向。