第7期 武冬青等:新加坡固体废物循环利用于填海造地技术的研究进展 程方法,可在较短时间内满足要求2 高.为强化海洋生态安全,有必要对“新生土”建成的 另外,如果将垃圾材料矩阵中的底渣等移去,只土地的外溢物作进一步的阻断和长期监测,尽可能提 留下纯淤泥和合适的固化剂,就组成了一个简化的材供一个万无一失的环境安全控制系统 料矩阵,用这种工程模式加固纯淤泥(包括有环境隐 因此,在整个“新生土”填海造地科技体系中还 患的淤泥)来进行填海造地,与传统常规物理方法相包含了两个控制重金属溢出的分工程体系:①在“新 比,工程上各项力学指标都会有所提高,对消除环境生土”施工之前,先在外堤坝的内侧用无环境隐患的 隐患也有一定的意义.在真空预压的条件下,这个简纯淤泥材料矩阵转化而成的“新生土”建立起一个由 化材料矩阵转化而来的“新生土”填海土地的地基允数十米甚至数百米宽的内堤或防渗堤(见图3).由于 许承载力在较短时间,2个月内可超过10~12tm2这些淤泥型“新生土”的强度较高,其渗透系数(10-0 (抗剪强度约40kPa,见图2),是目前常规真空预压m/s以下)非常低,再加上拥有足够的宽度,可以保证 法处理纯淤泥能达到的地基允许承载力的2~3倍在相当长的时间(如几百年)内,阻断堤坝内部的重 以上 金属渗出到外海.②地面和地下水排水控制系统.预 新土地使用过程中的环保创新措施 压法的三维排水系统和土地使用后的地面排水系统 如前文所述,生活垃圾焚烧底渣和淤泥-底渣矩将所有新土地范围内将要排岀的地面和地下水引导 阵材料的长期溢出试验表明,重金属溢岀量虽然随着到附近设立的环境监测站进行检测,如有异常,则立 时间呈衰减势态,但溢出是一个长期且复杂的过即将水引去附近的水处理厂作后续处理 程 基于目前人们对重金属溢出的过程了解有 与直接将焚烧底渣再生利用为工程材料并分散 限,世界各国尚无一个权威的标准方法可以对固体废应用在各地点相比,将底渣进行填海并采取隔离措 物的重金属浸出进行全面深入的检测来绝对保证其施,其再生利用方式更为安全,即使在未来发现潜在 再生利用的安全;另外,由于填海建成的土地的周围的泄露威胁或环境变化,也易于管控和再处理.这对 环境,特别是海洋环境的长期变化是无法预知的,随于土地狭小,人口密度超高的新加坡来讲,是一个安 着人类认知的进步,相关的环境标准也将会不断提全的双赢之举 平面图 外围堤坝(砂石 衬垫(化学加固的淤泥 淤泥-底渣矩阵(由分割堤分为若干 单元 衬垫化学加固的淤泥 填海土地表面 海平面 表层沙土 覆盖层化学加固土) 真空预压系统 图3“新生土”技术填海造地系统的工程设计示意 Fig 3 Schematic diagram of engineering design for land reclamation using NewSoiltechnology第 ７ 期 武冬青等:新加坡固体废物循环利用于填海造地技术的研究进展 程方法ꎬ可在较短时间内满足要求[２７] . 另外ꎬ如果将垃圾材料矩阵中的底渣等移去ꎬ只 留下纯淤泥和合适的固化剂ꎬ就组成了一个简化的材 料矩阵ꎬ用这种工程模式加固纯淤泥(包括有环境隐 患的淤泥)来进行填海造地ꎬ与传统常规物理方法相 比ꎬ工程上各项力学指标都会有所提高ꎬ对消除环境 隐患也有一定的意义. 在真空预压的条件下ꎬ这个简 化材料矩阵转化而来的“新生土”填海土地的地基允 许承载力在较短时间ꎬ２ 个月内可超过 １０ ~ １２ ｔ∕ｍ ２ (抗剪强度约 ４０ ｋＰａꎬ 见图 ２)ꎬ是目前常规真空预压 法处理纯淤泥能达到的地基允许承载力的 ２ ~ ３ 倍 以上. 图 ３ “新生土”技术填海造地系统的工程设计示意 Ｆｉｇ.３ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｌａｎｄ ｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ‘ＮｅｗＳｏｉｌ’ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ６ 新土地使用过程中的环保创新措施 如前文所述ꎬ生活垃圾焚烧底渣和淤泥￣底渣矩 阵材料的长期溢出试验表明ꎬ重金属溢出量虽然随着 时间呈衰减势态ꎬ但溢出是一个长期且复杂的过 程[２８￣３０] . 基于目前人们对重金属溢出的过程了解有 限ꎬ世界各国尚无一个权威的标准方法可以对固体废 物的重金属浸出进行全面深入的检测来绝对保证其 再生利用的安全ꎻ另外ꎬ由于填海建成的土地的周围 环境ꎬ特别是海洋环境的长期变化是无法预知的ꎬ随 着人类认知的进步ꎬ相关的环境标准也将会不断提 高. 为强化海洋生态安全ꎬ有必要对“新生土”建成的 土地的外溢物作进一步的阻断和长期监测ꎬ尽可能提 供一个万无一失的环境安全控制系统. 因此ꎬ在整个“新生土” 填海造地科技体系中还 包含了两个控制重金属溢出的分工程体系: ①在“新 生土”施工之前ꎬ先在外堤坝的内侧用无环境隐患的 纯淤泥材料矩阵转化而成的“新生土”建立起一个由 数十米甚至数百米宽的内堤或防渗堤(见图 ３). 由于 这些淤泥型“新生土”的强度较高ꎬ其渗透系数(１０ －１０ ｍ∕ｓ 以下)非常低ꎬ再加上拥有足够的宽度ꎬ可以保证 在相当长的时间(如几百年)内ꎬ阻断堤坝内部的重 金属渗出到外海. ②地面和地下水排水控制系统. 预 压法的三维排水系统和土地使用后的地面排水系统 将所有新土地范围内将要排出的地面和地下水引导 到附近设立的环境监测站进行检测ꎬ如有异常ꎬ则立 即将水引去附近的水处理厂作后续处理. 与直接将焚烧底渣再生利用为工程材料并分散 应用在各地点相比ꎬ将底渣进行填海并采取隔离措 施ꎬ其再生利用方式更为安全ꎬ即使在未来发现潜在 的泄露威胁或环境变化ꎬ也易于管控和再处理. 这对 于土地狭小ꎬ人口密度超高的新加坡来讲ꎬ是一个安 全的双赢之举. １１７９