自2022年新一轮太湖生态清淤工程启动以来,中国船舶集团有限公司旗下第七〇二研究所采用创新技术,将太湖淤泥脱水固化处理,制备成既可用作园林绿化原料,也可用于制造生态环保建筑材料的免烧陶粒。这不仅让可以填满9000个标准泳池的太湖淤泥有了“出路”,更为淤泥资源综合再利用找到了一条环保可靠的绿色发展之路。
赵芸 顾晓慧
太湖淤泥去哪里?
2022年,新一轮太湖生态清淤工程启动,计划用9年时间清淤3456万立方米,其中“十四五”期间完成清淤不少于1352万立方米。据介绍,此轮清淤项目最大的难题就是为太湖淤泥找“出路”。
“以往太湖清淤产生的淤泥大部分被运至堆场堆存,未实现资源化利用。但目前可供使用的新排泥场越来越少,无法满足清淤淤泥堆放的需求。新一轮太湖清淤工程淤泥的去向问题亟待解决。”七〇二所所属江苏东方生态清淤工程有限公司总经理倪守高说。
据悉,淤泥经过干化处理后,传统的消纳路径主要包括矿山宕口生态修复、低洼圩区填高等,但受空间资源、地理条件限制,目前上述方案已无法满足淤泥处置需要。为此,无锡市加快实施太湖梅梁湖东岸、宜兴湖西沿岸2个湖滨湿地带试点项目,力求通过湿地建设,为淤泥消纳拓展空间。
为妥善处置湖体中“产出”的大量淤泥,东方清淤公司在已有成果的基础上,围绕当前太湖淤泥深度削减的形势,以及淤泥资源化利用且实现闭环处理的重大需求,针对太湖淤泥由水下转移至岸上导致的环境胁迫、堆存困难及二次污染等实际问题,以开辟太湖淤泥变害为利的新途径为目标,研发和集成太湖淤泥资源化利用关键技术与装备,并开展示范应用。
2022年,东方清淤公司成功中标“太湖生态清淤(二轮二期)工程无锡市区2022年度工程梅梁湖湖区施工二标段项目”,中标金额1.08亿元。2022年5月,无锡市政府与七〇二所就太湖淤泥资源化利用等事项签订框架协议。根据协议,东方清淤公司与有关高校、研究所积极开展技术合作,进而在淤泥资源化和陶粒设计制备方面积累了丰富经验、形成了坚实的理论基础,并建立了规模达3万立方米的河湖清淤淤泥制备免烧陶粒的中试线。
东方清淤公司开展的“太湖之光”科技攻关项目是以太湖清淤淤泥为主要原料,采用免烧技术,制备“强度高、保水保肥、无毒无害”且具有不同特点或功能的免烧陶粒。倪守高表示,将太湖淤泥转化为具有经济价值的免烧陶粒,不仅可有效解决太湖淤泥处置难题,同时可实现太湖淤泥的高附加值资源化利用,取得良好的经济效益与社会效益。目前,该公司技术人员正开展进一步研究,优化陶粒的颗粒大小及颜色,以增强其观赏性及推广效果。
淤泥市场在何方?
与传统的页岩陶粒生产过程相比,淤泥经高压机械脱水固化后制成免烧陶粒可大幅减少碳排放量。“我们正积极拓展淤泥制成的陶粒的使用场景,使它产生高附加值。”倪守高介绍,该公司已在胡埭镇振胡路大修项目、隐秀路人非混行道改造项目中选取试验段,用陶粒替代碎石或与碎石配比进行试应用。相关检测结果显示,上述路段均满足规范要求。此外,该公司还用陶粒代替砾石、碎石,作为地表覆盖物应用于园林绿化。
倪守高表示,此项技术的创新点主要是利用太湖清淤淤泥为主要原料,完成淤泥免烧陶粒的组成优化和配合比设计,实现太湖清淤淤泥的资源化综合利用;采用免烧结的环境友好方法,在节约能耗的同时制备出满足相关要求的免烧陶粒;采用固化剂凝结、蒸汽养护制备技术优化陶粒性能。
通过努力,东方清淤公司已成功缩短“淤泥变陶粒”的时间,使其由原先的30天压缩至72小时。
尽管淤泥制备陶粒技术已经实现飞跃,但提升其市场接受度还有一段路要走。“首先,淤泥免烧陶粒作为一种新的资源化利用产品,在应用等方面还缺乏较长时间的数据积累,且此类产品目前没有统一的标准。其次,现在很多企业都在研究把淤泥做成各类生态建材,但受到房地产市场等因素的影响,产品需求不稳定。”倪守高说。
同时,除了攻克相关技术,要实现太湖淤泥“化废为宝”还要算好“经济账”。业内人士指出,每年仅太湖疏浚就可产生几百万立方米淤泥,而全国港口、航道以及湖泊疏浚更会产生大量淤泥,但我国淤泥处理及资源化利用的法规和政策尚不完善。
目前,太湖淤泥制备免烧陶粒的成本相对较高。下一步,东方清淤公司将进一步降低处置成本,实现效益最大化。倪守高透露,该公司已设计出年产6万立方米陶粒的生产线,每天可处置100~150立方米淤泥,预计年底完成生产线建设及调试工作。
清淤之路怎升级?
早在十多年前,东方清淤公司就开始了太湖清淤工作。2023年,该公司在无锡市实现了全市首次太湖水源地取水口生态清淤工作,通过采用国内领先的“生态清淤+淤泥无害化处理一体化”技术,确保源水水质稳定,实现了水源地水质安全。
倪守高介绍,生态清淤的目的是改善水体生态环境,在环保清淤作业过程中控制水体扰动和污染扩散,是快速削减水体内源污染最直接有效的方法。
目前,东方清淤公司的清淤工程分两步进行。首先,由环保清淤船进行清淤,再通过淤泥脱水机械实现淤泥泥浆的无害化、减量化处理。这一作业过程无二次污染,是淤泥安全处置和资源化利用的前提条件。其次,根据富营养淤泥、重金属污染淤泥、建筑泥浆的不同淤泥的特性,该公司开发了多种淤泥机械脱水工艺,形成成套技术体系,进而根据处理对象的污染特征,选择对应的淤泥机械脱水工艺。该工艺采用高度集成的模块化施工技术,所有设备通过模块化设计形成高度集成、轻量化组装的标准设备群,具有灵活机动、占地小、转场快等特点。
实现淤泥资源化不仅可以解决淤泥的“出路”问题、巩固清淤成果,还能使淤泥清除工作获得一定的收益,推动淤泥的持续清除,进而形成“生态清淤—脱水固化处置—淤泥再利用”的良性循环,建立河湖清淤的长效动力机制,实现河湖内源污染的有效治理。
倪守高介绍,东方清淤公司的淤泥处理规模目前为每年120万立方米。“现在太湖淤泥的污染因子相对以前来说较少,所以可以做回填的利用。在此基础上,我们延伸技术领域,对淤泥进行二次利用,使其变身陶粒,为其走通资源化、绿色低碳之路进行了有效探索和研究。”
目前,东方清淤公司已申报组建“无锡市生态清淤及淤泥资源化利用工程技术研究中心”,以进一步推进生态清淤技术创新和设备升级、淤泥资源化利用多样化研发和科技成果产业化工作。未来,该公司还计划实现各类免烧陶粒及陶粒制品的组合应用,探索不同场景下的应用模式,打造应用示范区,推动淤泥制备陶粒的高效利用。