海港疏浚含鹽淤泥燒結陶粒試驗研究

李明東，夏 霆，劉洋洋，張志峰，田安國

(1. 江蘇省海洋資源開發研究院，江蘇 連云港 222005；2. 淮海工學院 土木工程學院，江蘇 連云港222005；3. 南京工業大學 環境學院，江蘇 南京 211816；4. 連云港市城鄉建設局，江蘇 連云港 222000)

海港疏浚含鹽淤泥燒結陶粒試驗研究

李明東1,2，夏 霆3，劉洋洋3，張志峰4，田安國2

(1. 江蘇省海洋資源開發研究院，江蘇 連云港 222005；2. 淮海工學院 土木工程學院，江蘇 連云港222005；3. 南京工業大學 環境學院，江蘇 南京 211816；4. 連云港市城鄉建設局，江蘇 連云港 222000)

選用連云港港疏浚泥為代表，測試了其基本性能和化學成分，進行了直接燒脹陶粒和復摻污泥燒脹陶粒試驗，測試了陶粒的基本性能和可溶性鹽含量。研究表明：連云港港疏浚淤泥主要化學成分為SiO2, Al2O3, Fe2O3，顆粒細小，液塑限高、塑性指數大，適于燒脹陶粒。連云港港疏浚淤泥復摻35%污泥能夠燒制成密度低于600 kg/m3、筒壓強度達到3.8 MPa的陶粒，最佳燒脹溫度為1 020 ℃，燒脹陶粒可溶性鹽含量極低，不存在吸濕、泛霜、腐蝕性和重金屬污染問題。

港口工程；巖土工程；淤泥；氯化鈉；陶粒；可溶性鹽

0 引 言

淤泥質海岸地區的港池及浚深的航道內容易產生浮泥層，也就是淤泥，造成通航水深的減小，影響適航水深的判斷，嚴重時會導致船舶擱淺[1]：如連云港一體兩翼[2]的港口建設、30萬噸級航道建設等，港池航道的日常維護也產生大量疏浚淤泥。

連云港港30萬噸級航道一期工程疏浚物達1.36億m3。目前這些疏浚淤泥很多棄置于渣土場，嚴重影響市容市貌，并產生干天粉塵、雨天泥水等二次污染問題，急需尋求資源化利用途徑。陶粒具有強度性好、抗凍性好的特點，是一種高性能材料，主要用于配制高性能混凝土[3]、路用材料[4]和墻體制品，此外還有20%用于園藝、食品飲料、化工、石油等行業[5]。陶粒原料以黏土和頁巖為主，隨著18億畝耕地紅線的提出，采取耕地黏土燒結陶粒已逐漸被禁止[6]，急需尋求替代資源。港航疏浚淤泥是以 SiO2、Al2O3為主要成分，具備成為燒脹陶粒原料的潛質。利用疏浚淤泥生產陶粒，既為大量疏浚淤泥找到了合理出路，又生產了高附加值的建筑材料，具有固廢利用、發展經濟、建筑節能、保護耕地的多重效益。

疏浚淤泥的資源化途徑主要有固化[7]、土材化[8]和建材化[9-10]。已有研究發現，廣州華穗江河淤泥、山東黃河淤泥、長江南通淤泥、滇池淤泥、新疆博湖淤泥等都能夠資源化利用為陶粒原料，且具有一定的燒脹性。在燒脹性不足時，只需添加少量的熔劑、膨化劑即可[11-12]。徐振華等[13-14]證實了污泥和淤泥能夠燒制成功陶粒，給出了適宜配方和工藝，并發現重金屬在燒成陶粒后浸出量極低。寧波市大自然新型墻材有限公司研制成功以淤泥為主要原料(50%～60%)、粉煤灰為輔助原料(30%)、添加污泥(10%～20%)在實驗室燒出超輕陶粒，并通過生產性試燒[15]。昆明的脫水污泥作輔料(摻量30%～50%)，黏土為主要原料(50%～70%)配方，燒出了超輕陶粒[16-18]。

海港疏浚淤泥存在含鹽量高的挑戰，可能帶來陶粒含鹽，引起吸濕、泛霜、腐蝕等問題。為明確含鹽淤泥燒脹陶粒的可行性，解決相應技術難題，選用連云港港疏浚淤泥為代表，測試了其基本性質，進行了燒脹陶粒試驗研究。針對純淤泥燒脹炸裂問題添加適量污泥成功燒制了密度600 kg/m3以下的陶粒。對燒脹陶粒進行測試發現氯離子消失，其它可溶性鹽含量極低，為含鹽疏浚淤泥的資源化利用找到了一種途徑。

麻疹是由麻疹病毒引起的以皮丘疹、發熱為主要癥狀的呼吸道傳染病，有非常強的傳染性，兒童成人均能感染，多數預后良好，在人口密集和人口流動頻繁的地區很容易發生流行，2～3年一次大流行。麻疹病毒只有一個血清型，麻疹疫苗接種能有效控制麻疹病毒在人群中的傳播。自廣東省2009年實行麻疹強化疫苗活動后，河源市人群疫苗接種率有了明顯的提高，但是隨著外來人口的頻繁流動，感染麻疹的風險依然存在。現對河源市2012-2017年麻疹監測情況進行分析，了解其流行特點和易感人群，為及時制定科學的麻疹防控策略提供依據。

1 試驗材料和方法

1.1 試驗材料

淤泥取自連云港港，呈灰黑灰色。污泥有機質含量高，高溫燃燒后形成孔隙，避免傳熱不暢引起的炸裂。本研究用污泥取自南京江心洲污水處理廠，呈黑色，干化污泥的化學成分如表1，其中最多的是有機質，體現在燒失量(LOI)上，其次是SiO2，Al2O3，Fe2O3和CaO。

表1 污泥的的化學成分組成

1.2 燒脹試驗方法

1)連云港港疏浚含鹽淤泥主要化學成分在陶粒黏土適宜成分范圍內，與普通陶粒黏土相比硅含量稍低、鈉鉀含量高、含鹽量大的特點。顆粒細小，液塑限高、塑性指數大，適于燒脹陶粒。

圖1 疏浚淤泥燒結陶粒試驗研究過程Fig.1 Process of experiment research on sintering ceramsite from dredged sediment

1.3 性能測試

1.3.1 原料性質與化學組成

原料物理性能按照GB/T 50123—1999《土工試驗方法標準》測定。礦物成分采用X射線衍射(XRD)分析，化學成分采用X射線熒光(XRF)分析，氯化鈉含量采用氯離子含量快速測定儀測試。

[6] 江蘇省人大常委會.江蘇省發展新型墻體材料條例[Z].南京：江蘇省人大常委會,2009. Standing Committee of Jiangsu Province.JiangsuStatutefortheDevelopmentofNewWallMaterials[Z]. Nanjing: Standing Committee of Jiangsu Province,2009.

(2)根據擬建建筑物特點，結合場地地質條件，可采用天然地基。考慮到場地含一層地下車庫，建議挖除第①層表土層、河溝魚塘處的淤泥和回填土及第②層黏土層，以第③-1層含砂姜黏土作為基礎持力層；基礎形式建議采用高層筏板基礎，多層可采用柱下獨立基礎及其他符合設計要求的基礎形式。

分撥中心操作流程從總體來說，是指貨物的一個入庫和出庫，同時保證分撥中心的庫存量達到零庫存狀態；具體操作流程如圖所示。在各大分撥中心中操作流程左右普遍一致，大概只有一些操作要求上面的細微差別。

陶粒的堆積密度和筒壓強度按照GB/T 17431.1—2010《輕集料及其試驗方法：第1部分 輕集料》測試。

1.3.3 陶粒中的可溶性鹽

3)疏浚淤泥復摻污泥燒脹陶粒的最佳燒脹溫度為1 120 ℃，較常規陶粒低，原因在于鈉鉀含量高、顆粒細小，有利于降低燒結能耗。

2 試驗結果與分析

2.1 海港疏浚淤泥的基本性質

連云港港含鹽淤泥的基本物理性質如表2，為高液限黏土，符合“塑性指數>15”、“<5 μm顆粒含量>50%，>50 μm顆粒含量<25%”的要求。連云港港含鹽淤泥的主要礦物成分為高嶺石、方解石、鎂綠泥石、石英，次要礦物成分為鈉長石、海綠石等。連云港港含鹽淤泥的化學成分如表3，主要成分為二氧化硅，其次為三氧化二鋁和氧化鐵，與里烈威爾遜組成圖相比，硅質含量位于目標值的下限，氧化鋁和氧化鐵含量屬于目標值的中間值，高溫助熔劑和低溫助熔劑的含量均略大于目標值，表明熔融溫度會較低[11-13]。連云港港含鹽淤泥的氯離子含量為2.78%，對應的氯化鈉含量為4.58%(氯化鈉質量占干土質量的百分數)。

表2 疏浚淤泥的基本物理性質

表3 疏浚淤泥的的化學成分組成

2.2 疏浚淤泥燒脹陶粒

螺旋鉆進方法。該方法主要是通過機器的螺旋鉆頭或鉆桿，將地層的巖石碎屑輸送到地表，可以快速有效的獲取實驗樣品。該種方法只能用在在一級到四級的軟巖層中，它的孔徑一般在120毫米到200毫米之間，它的深度在25米到50米之間，最深不得超過100米。

純疏浚淤泥料球在1 050，1 080，1 120，1 150 ℃這4個燒脹溫度下均出現劇烈爆炸(圖2)。其原因是純疏浚淤泥在手工造粒情況下透氣性差，結合水難以逸出。考慮到升溫速度過低會導致生產效率低、能耗高，不宜采用，而應考慮在疏浚淤泥中添加適量、適當的添加料進行改善。

圖2 純疏浚淤泥燒脹后爆炸成碎粒的現象Fig.2 Pure residue sediment expanding into pieces in sintering process

2.3 疏浚淤泥復摻污泥燒脹陶粒

針對疏浚淤泥燒脹陶粒炸裂問題，添加35%污泥以提高料球透氣性。在1 050，1 080，1 120 ℃燒脹溫度下均燒脹成功，無炸裂或爆炸現象，燒成的陶粒如圖3。其形狀規則，呈黃灰色，是含鐵量高、缺氧燒結所致。在1 150 ℃燒脹溫度下產生過燒現象，這比普通黏土陶粒燒脹溫度低(50±20)℃，證實了鈉鉀含量高、顆粒細小的淤泥燒脹溫度低。

早在唐宋年間人們就發現了普洱茶的藥用價值并流傳至今，而當下將其普洱茶的養生價值結合生態養生旅游是一種新興的旅游形式，依托旅游地優美的生態景觀，同時搭配完善的養生設施，為游客提供一種觀光、休閑、養生為一體的綜合旅游方式。

圖3 疏浚淤泥復摻污泥燒脹陶粒Fig.3 Ceramsite sintered from dredged sediment-sludge mixture

[11] 楊時元,楊芳潔.陶粒原料淺析(二)[J].磚瓦世界,2010(8)：42-53. YANG Shiyuan, YANG Fangjie. Analysis the raw material of ceramisite (2)[J].Brick&TileWorld,2010(8):42-53.

最后一步是節能項目的總結，包括在項目整體實施中遇到的問題、獲得的經驗體會、節能效果匯總，以及下一步可挖掘的節能點。可以看到，醫院節能項目從立項到總結，形成了閉環。

表4 疏浚淤泥復摻污泥燒脹陶粒的性能

[7] 程福周,雷學文,孟慶山,等.高含水率疏浚淤泥固化的力學性質試驗研究[J].科學技術與工程,2015,15(1)：295-299. CHENG Fuzhou, LEI Xuewen, MENG Qingshan, et al. Experimental study on the mechanical properties of solidified dredging silt of high moisture content[J].ScienceTechnologyandEngineering,2015,15(1):295-299.

表5 陶粒主要可溶性鹽含量

3 技術經濟分析與推廣前景

利用疏浚含鹽淤泥燒脹陶粒具有固廢利用、建筑節能、保護耕地、發展經濟的多重效益，將具有廣闊的市場前景。根據疏浚淤泥復摻污泥燒脹陶粒試驗研究結果，每0.5 m3疏浚淤泥復摻0.165 m3污泥可生產陶粒1 m3。能耗為2 710～3 753 kJ/kg[19]，在連云港當地的生產總成本為156元/m3，售價以200元/ m3計算，單方利潤44元以上。相對于普通黏土陶粒節約黏土0.5 m3，節約土源成本10元，稅費20元，共節約30元。

4 結 論

燒結陶粒的整體工藝如圖1，包括備料、拌合、造粒、干燥、預燒、焙燒、冷卻幾大主要步驟。把海淤泥使用干燥箱在100 ℃下干燥12 h，使用小型磨碎機粉碎后，按照15%～25%的造粒含水率加水拌合均勻，然后造粒成球，將粒料置于干燥箱中在105 ℃下烘干12 h，將干燥料球置于自動控溫馬弗爐中，按照設定程序進行預熱和燒結，整個過程中升溫速度為8 ℃/min，期間在400 ℃下預熱30 min，讓土粒結合水逸出，減少燒成炸坯。考慮到連云港港疏浚淤泥鈉鉀含量高、顆粒細小，燒脹溫度從1 050 ℃開始逐步提高，設置1 050，1 080，1 120，1 150 ℃等4個燒脹溫度，燒脹時間6 min。

2)純疏浚淤泥燒脹易于炸裂，主要原因在于透氣性差。復摻35%污泥后能夠燒制密度低于600 kg/m3、筒壓強度達到3.8 MPa的燒脹陶粒。

將陶粒干燥后粉碎到300目以下，稱量5 g置于50 g去離子水中攪拌24 h，利用ICP測試金屬陽離子含量，利用離子色譜儀測試陰離子含量，利用氯離子含量測定儀測試氯離子含量，利用滴定法測試碳酸根含量。

隨著新課程改革的到來，國內的初中英語教育開始進行全面創新和拓展，不僅形成了全新的教學觀念，而且開始對學生的主體性有了深層次的重視，但是在實際教學中，依舊存在相當大的問題，有待在新時期采取一些創新有效的措施加以綜合應對。本文從實踐教學中的創新教學實踐出發，分析培養初中英語課堂學生創造性思維的意義，提出培養學生邏輯思維能力的對策，最終對創新教學方式得以改良，使其在初中英語教學工作中發揮出最大的功效。

4)含鹽淤泥燒脹陶粒的氯離子量為0，可溶性鹽含量均低于1‰，表明沒有吸濕性、泛霜、氯離子腐蝕性問題。

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1.3.2 陶粒基本性能

陶粒中主要可溶性鹽含量如表5，氯離子含量為0。表明氯在燒脹過程中轉移轉化，燒結陶粒不會因為原料土中氯化鈉的存在導致陶粒含氯離子，可以不考慮氯化鈉引起的吸濕、泛霜和腐蝕性。其他可溶性鹽含量極低，均低于1‰。表明陶粒不存在吸濕、泛霜、腐蝕性問題，其原因可能在于金屬氧化物形成了陶質或釉質，失去了活動性。

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疏浚淤泥復摻污泥燒脹陶粒的基本性能如表4。陶粒的筒壓強度可達3.8 MPa，堆積密度可達600 kg/m3以下，符合陶粒產品技術要求。在1 120 ℃以下，陶粒的堆積密度隨著燒結溫度的提高而降低，筒壓強度隨燒結溫度的提高而增加。在1 150 ℃下產生燒結現象，超過適宜燒脹溫度。疏浚淤泥復摻污泥燒脹陶粒的最佳燒脹溫度為(1 120±15)℃。徐振華等[18]對污泥底泥復摻陶粒的研究發現，溫度對燒結體內部形態影響顯著，800 ℃時燒結體呈現出松散堆積狀態，1 000 ℃時陶粒開始產生液相，1 050 ℃時燒結體出現大量液相，并且陶粒中有非常豐富的氣孔。可見，在最佳燒脹溫度以下，密度降低的同時強度提高的原因在于隨著溫度的上升，發氣、成陶效果均得到提升。

Thus,obviously,all the three examples reflect Swift’s strong protest to colonialism each other from three aspects:the essence of colonialism,the cruelty of it and the monstrous crimes of colonizers.

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在霸座視頻瘋傳的同時，一些“如果霸座這事發生在國外”的視頻，也引起網友熱議。例如今年1月，美國一名18歲的女生乘坐地鐵時，把腳放在座位上，警察警告無效后，直接將她強行拉下車并拘捕。據悉，美國地鐵規定“若將腳或鞋放在座位上，輕則被警告，重則會被趕下地鐵”。哪怕是再微小的違法行為，執法者也必須說不。這，正是法治社會的應有之義。

[14] 徐振華,劉建國,宋敏英,等.污泥、底泥與粉煤灰燒結陶粒的工藝研究[J].安全與環境學報,2012,12(4)：21-26. XU Zhenhua, LIU Jianguo, SONG Minying, et al. Technological study on sintering ceramisite with sewage sludge and sediment and fly ash[D].JournalofSafetyandEnvironment,2012,12(4):21-26.

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淋巴癌屬于惡性腫瘤的一種，臨床臨床治療方案多選擇化療治療，化療藥物中美羅華應用比較廣泛，可是用藥后，患者臨床不良反應較多，患者不易耐受，從而不依從治療而影響了治療效果[1]。本次研究中，選擇我院收治的淋巴癌患者48為研究對象分組配合不同護理措施，對比如下。

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到了04年的時候，中國又頒布了新的水利工程監管規范，并一直沿用至今。新的規范比較符合大中型的水利水電工程，但對于中小型的水利水電工程施工監理也可借鑒和作為參考標準，不過針對不同的項目情況，因為在不同的項目管理制度的差異，小型水利工程的監督機制存在很大的差異，因此如何探討小型水利水電工程的監督機制，對系統的一個完整的規范的形成，它是必要的。

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Experimental Research on Sintering Ceramsite of Dredged Saline Sediment from Seaport

LI Mingdong1, 2, XIA Ting3, LIU Yangyang3, ZHANG Zhifeng4, TIAN Anguo2

(1. Jiangsu Marine Resources Development Institute, Lianyungang 222005, Jiangsu, P.R.China; 2. School of Civil Engineering, Huaihai Institute of Technology, Lianyungang 222005, Jiangsu, P.R.China; 3. College of Environment, Nanjing University of Technology, Nanjing 211816, Jiangsu, P.R.China; 4. Lianyungang Urban and Rural Construction Bureau, Lianyungang 222000, Jiangsu, P.R.China)

Dredged sediment from Lianyungang port was selected as an example, and its basic performances and chemical composition were tested. Experiments were carried out to test the expansion and compound sludge of sintered ceramic, and the basic properties and soluble salt content of the ceramic were tested. The results show that: the main chemical compositions of Lianyungang dredged sediment are SiO2, Al2O3and Fe2O3, and its physical compositions are tiny particles with high liquid limit, plastic limit and plasticity index, which are suitable for sintering ceramsite. Ceramsites, whose density is less than 600 kg/m3and cylinder compressive strength reaches 3.8 MPa, are successfully sintered from the mixture of Lianyungang dredged sediment and 35% sludge. Moreover, the best sinter-swelling temperature is 1 020 ℃. Soluble salt content of the sintered ceramsite is extremely low, which means that there is no problem of moisture absorption, scum, corrosion or heavy metal pollution for the produced ceramsite.

port engineering; geotechnical engineering; sediment; sodium chloride; ceramsite; soluble salt

2015-10-16；

2016-02-16

住房和城鄉建設部科學技術計劃項目(2015-K6-001)；國家水體污染控制與治理重大科技專項項目(2012ZX07501-001-03)；江蘇省海洋資源開發研究院開放課題(JSIMR201501)

李明東(1981—)，男，山東平邑人，副教授，博士，主要從事巖土工程和固廢資源化方面的研究。E-mail：ytlimd@163.com。

10.3969/j.issn.1674-0696.2016.06.17

U652.6；TU58

A

1674-0696(2016)06-081-05