海砂淡化技術提高海砂資源利用率

【海砂淡化技術提高海砂資源利用率】海砂是指出產(chǎn)于海洋和入�？诟浇�的砂，包括灘砂、海底砂和入海口附近的砂，其中灘砂為出產(chǎn)于海灘的砂，海底砂為出產(chǎn)于淺海或深海的海底。我擁有1.8萬公里的海岸線，有著豐富的海砂資源。據(jù)不完統(tǒng)計，我現(xiàn)已探明近海建筑砂礦床27處，資源約200億噸，且主要分布在水深10ｍ以內，岸距小于10ｋｍ的近岸海域，開采條件良好。臺灣淺灘海砂資源區(qū)東西長165ｋｍ，南北寬40-90ｋｍ，資源量粗估可達200-400億噸，且以粗中砂為主；福建省近岸淺海區(qū)的海砂資源量也在10億噸左右；廣東省珠江口一帶的海砂量預計可以達到12.5億ｍ；其他地區(qū)如山東、江蘇、海南，海砂儲量豐富。珠三角地區(qū)的深圳、東莞以及惠州等地的建筑用砂也基本來自于海砂。

海砂因浸泡在海水中，易受海水侵蝕，表面較為粗糙，一般典型海水中含有氯化鈉2.7%氯化鎂0.32%氯化鈣0.05%硫酸鎂0.22%硫酸鈣0.11%，還有一些微生物、有機物及水溶性無機物等離子，因此，海砂表面黏度相當高，要雜質不易，建筑物鋼筋表面的混凝土品質因中性化（酸堿中和），或氯離子侵入，將造成鋼筋腐蝕，當鋼筋腐蝕生成物的體積比鋼筋體積大3～7 倍時，會對混凝土產(chǎn)生張力，造成擠壓；累積到某一個程度時，混凝土表面會產(chǎn)生裂縫。而裂縫將導致愈多鋼筋生銹，造成混凝土剝落，鋼筋外露，將影響建筑物結構。己有研究表明，在混凝土的液相中，當CIˉ/OHˉ：濃度比值大于0.61時，鋼筋開始銹燭，與河砂相比，海砂中的貝殼易破碎，貝殼的化學性質不穩(wěn)定，因而會影響海砂混凝土的耐久性能，因此，在大規(guī)模使用海砂時，須對海砂進行淡化處理。

海砂淡化的現(xiàn)狀

因為我在海砂的開采方面，并沒有持支持態(tài)度，開發(fā)商在海砂的開采方面沒有一個系統(tǒng)的過程，這類海砂用在建筑施工中會造成諸多問題。當下河砂資源面臨威脅的形勢下，施工方通常會使用沒有經(jīng)過凈化的海沙代替河砂，沒有凈化的海沙鹽含量較高，會對鋼筋以及混凝土等產(chǎn)生腐蝕作用，如果不及時修補，就需要將原先的建筑物拆，進而導致經(jīng)濟大量損失。目前為了工程質量，我的建筑業(yè)已經(jīng)在不斷尋找淡化海砂的技術。利用正確、科學與合理的方式將海沙凈化，及時替補已經(jīng)幾近枯竭的河砂資源。此外海砂的凈化與工程質量緊密相連，因此，的凈化海砂是家與社會的要任務。只有海砂凈化的技術不斷完善，并將凈化之后的海沙利用于工程建筑，才可以對我的建筑業(yè)發(fā)展起到作用。

海砂淡化的控制目標

海砂的淡化須根據(jù)家出臺的政策執(zhí)行，其中一些政策給出了海砂的淡化控制目標，相關方面須達到要求。同時一些地方也出臺了相關政策法規(guī)，對海砂市場和海砂的淡化進行規(guī)范。海砂的淡化只有按照相關法律法規(guī)執(zhí)行，才可以使工程質量得到保障，如果只是盲目的凈化，這類海砂一般達不到建筑工程的施工要求，且建筑完工之后，還會存在諸多安隱患。

海砂淡化處理方法

目前，內外多采用以下幾種淡化處理方法處理氯化物標海砂：海灘自然放置法、淡水沖洗法、機械法等。

海砂自然放置法：在海灘上，將海砂堆積到厚度，自然堆放數(shù)月或幾年，經(jīng)雨水沖刷以其氯離子含量，取樣化驗含鹽量合格后使用。此技術措施簡單，不需要大的場

地，但周期長，放置時間一般需要 2 個月以上，并且空間利用率低且不能解決應急需要。

淡水沖洗法：這種方法又包括斗式濾水法和散水法。其中斗式濾水法可在較窄的場地上作業(yè)，每立方米砂需消耗淡水 0.8t 以上，每批砂除鹽時間約 12～24h。散水法則需較大場地，而用水量則較少（每立方米砂需消耗淡水0.2t 以上），每批砂除鹽時間 12h 以上。此種方法快捷，能滿足應急需要，但通常需要沖洗設備，造價高，并且水資源浪費嚴重，不符合可持續(xù)發(fā)展需要。

機械法：利用機械對海砂進行分選、沖洗，該方法效率高，所需時間短，但需要分級、離心、給水和排水的成套設備，投資大，耗水量較大，每立方米砂需消耗淡水 1.5t 以上。

混合法：將海砂與河砂按適當?shù)谋壤龘胶驮谝黄穑�其根本原理是氯化物的含量還可以改變海砂的級配。

以上方法能夠基本滿足生產(chǎn)出符合規(guī)范要求的凈化海砂，但都存在以下問題：

（1）設備簡易，生產(chǎn)粗放，不規(guī)范，目前也無規(guī)范可以遵循；

（2）普遍存在耗水量大、能耗高、占地廣的問題；

（3）工藝流程設計和用水量缺乏系統(tǒng)試驗的、科學的依據(jù)，大多依靠經(jīng)驗，隨意性很大，因而，凈化處理出來的海砂質量不穩(wěn)定，是含鹽量波動較大。

因此，為了克服以上一系列弊病,  開發(fā)了海砂淡化新方法-有害離子洗滌法。經(jīng)實踐證明: 淡化后的海砂氛鹽含量、含泥量、貝殼含量下降, 淡化效果理想。有害離子洗滌法的特點是用海水洗海砂，符合綠色資源，生產(chǎn)成本低廉，品質佳，能大量生產(chǎn)，是適合的海砂淡化處理方法。

有害離子洗滌法：利用氣態(tài)臭氧、碳酸氣體與液態(tài)水混合而成的臨界洗滌用水，并將該臨界洗滌水用于海砂的淡化，能海砂中可能含有對金屬物質有害的離子，例如氯化物、硫酸鹽化合物、有機化學物質和藻類等，使淡化后海砂可作為建筑用砂使用。

臨界洗滌海砂方法，其特征在于，先向水中導入碳酸氣調整PH值使其小于7，成為適合臭氧延長半衰期的環(huán)境，再向儲水槽中導入臭氧，形成液態(tài)與氣態(tài)兩相共存的洗滌用水，水的黏度克服水的表面張力，產(chǎn)生臨界洗滌，用于海砂中有害離子如氯化物、硫酸鹽、有機物質、藻類等，使海砂資源再利用，成為高質量建筑用砂。

有害離子洗滌法優(yōu)勢：

（1）本洗滌方法中導入的臭氧，使洗滌液成液態(tài)與氣態(tài)兩相共存的洗滌用水，克服只有水存在時的物理特性，水的黏度克服水的表面張力及毛細現(xiàn)象，發(fā)揮臨界洗滌功能將有害離子洗滌。

（2）本洗滌方法中導入的臭氧，能夠與飽和的有機物或不飽和有機物，迅速產(chǎn)生化學作用，將海砂或河砂表面的微生物、有機物、藻類等。

（3）本洗滌方法中導入的臭氧，能溶入水中使水中含氧量提高增加水的離子導電度，砂石中含量大多是Si02為緣體，而離子導電度可避免產(chǎn)生靜電吸附微粉末，因此經(jīng)本方法洗滌后的粒度較易篩選。

（4）本洗滌方法中導入的臭氧，其第三個氧原子溢出時，會放出大量的熱能，并同時有聲波發(fā)生，能將砂石表面微小凹洞中的有害離子逼出，使經(jīng)過本方法洗滌過的砂石更為清潔。

（5）本洗滌方法中導入的臭氧，其原料來自空氣，經(jīng)電放電產(chǎn)生，因此其有成本低、可量產(chǎn)的優(yōu)點。