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摘 要

泥沙沉积导致河流堵塞，需要进行疏浚清淤，清理河道，由此，我国每年产生了大量的疏浚淤泥。常规的堆放、填埋既造成资源浪费，又污染环境。

本文针对高含有机质的疏浚淤泥，对其进行特征分析，包括化学组成和物理特性等，通过室内固化实验，制备试样并测定固化后试样的无侧限抗压强度，针对其高含有机质的特点，评价了无机富硅质材料、CaCl₂、强氧化剂、水玻璃、固化剂掺量和淤泥含水率等对淤泥固化剂固化效果的影响，并进行了作用机理分析。

实验结果表明：选用的几种添加材料对疏浚淤泥的固化效果均产生了较为明显的影响。其中，掺少量CaCl₂时，会提高固化体强度；无机富硅质材料最佳掺量为4%，强氧化剂K2比强氧化剂K1效果好，且K2的最佳掺量为2%，水玻璃建议掺量为4%。从节约材料和成本以及减少固化后淤泥固化体的体积量角度考虑，固化剂掺量选用20%为宜。

关键词：疏浚淤泥 有机质 固化剂 强氧化剂 无侧限抗压强度

Optimization and Performance Evaluation of Dredged Material Solidification System with High Organic Content

ABSTRACT

River congestion is caused by sediment deposition, which make the river need to be cleaned. So, China produced a large number of dredged sludge every year. Conventional stacking and landfill not only cause waste of resources, but also pollute the environment.

In this paper, the characteristics of the dredged sludge with high organic content were analyzed, including the chemical composition and physical properties. The samples were prepared by curing experiment and the unconfined compressive strength of the cured samples was measured. For the characteristics of high organic content, the effects of inorganic siliceous materials, CaCl₂, strong oxidants, water glass, curing agent content and sludge moisture content on the curing effect of sludge curing agent were evaluated.

Experiments showed that the selection of several additives on the curing effect of dredged sludge have a more significant impact. Mixing a small amount of CaCl₂ will increase the strength of the solidified body. The best content of inorganic siliceous materials is 4%, the strong oxidant K2 is better than the strong oxidizer K1, and the best content of K2 is 2% , the dosage of water glass is 4%. From the point of view of saving material, cost and reducing the volume of solidified sludge after curing, the amount of curing agent is 20%.

Key Words: Dredged sludge; Organic matter; Hardener; Strong oxidants; Unconfined compressive strength

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 引言

1.2 河道淤泥常见处理方式

1.2.1 物理方法

1.2.2 热处理方法

1.2.3 化学方法

1.3 河道淤泥的固化难点

1.3.1 高含水率

1.3.2 细粒含量高

1.3.3 高有机质含量

1.3.4 含有污染物

1.4 固化剂种类及其作用机理

1.4.1 无机化合物类固化剂

1.4.2 有机化合物类固化剂

1.4.3 生物酶类固化剂

1.4.4 复合类固化剂

1.5 河道淤泥固化研究进展

1.5.1 国内研究进展

1.5.2 国外研究进展

1.6 研究内容及思路

第二章 实验部分 7

2.1实验原料

2.1.1 疏浚淤泥

2.1.2 工业废渣

2.1.3 水泥

2.1.4 添加剂

2.2 实验设备

2.3试验方法

2.3.1 含水率测定

2.3.2比重测定

2.3.3 标准试样的制备和养护

2.3.4 无侧限抗压强度性能的测定

2.3.5 微观表征

第三章 实验结果与讨论 13

3.1 引言

3.2 不同添加剂对淤泥固化性能的影响

3.2.1 CaCl₂对淤泥固化性能的影响

3.2.2 无机富硅质材料对淤泥固化性能的影响

3.2.3 强氧化剂对淤泥固化性能的影响

3.2.4 水玻璃掺量

3.3 其它因素对固化剂固化效果的影响

3.3.1 固化剂掺量对固化效果的影响

3.3.2 含水率对固化效果的影响

3.4 微观分析

第四章 结论和展望 20

参考文献 22

致 谢 25

第一章 绪论

1.1 引言

我国河流众多，水资源丰富。每年需要进行大量的清淤工作来保证河流的正常功能，随之产生的数量巨大的淤泥已经成为难以回避的现实问题^[1]。常规的堆放、抛填等处理方式会造成二次污染和大量土地资源浪费等问题^[2]。

淤泥^[3]是静水中沉积的细粒土，属于特殊土，性质与普通土相差较大^[4]。一般为暗绿色，甚至黑色，有臭味。疏浚淤泥孔隙发达，含水高；常处于流动状态；机械性能和力学性能较差。

1.2 河道淤泥常见处理方式

目前，根据国内外淤泥的处理情况来看，河道淤泥再利用方式主要有三大类^[5,6]，如表1-1所示。

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