化学固沙抑尘技术-李总2015

化学固沙与抑尘技术
-固沙治沙中的新型科技领航者
新疆西部科衡环境生态科技研究院
成都科衡环保技术有限公司
中国∙乌鲁木齐∙成都
企业介绍
成都科衡环保技术有限公司剂新疆西部科衡环境生态科技研究院（简称“科衡环保”）是由加籍华人张克江博士及其领导的设计研发团队成立的致力于环保领域的咨询、研发、设计、设备制造、建设、运营于一体的高科技环保公司。

科衡环保可以为各地政府、工业园区、企业、乡镇、农村提供个性化、一体化的水务、固废、大气污染及新能源综合解决方案。

科衡环保致力于打造涵盖工程设计、工程承包、系统集成、投融资、运营等环保服务全产业链、直接面向环保效果的环境综合服务商。

科衡环保与加拿大卡尔加里大学、卡尔加里高新技术研究中心（Calgary Center for Innovative Technology, CCIT）、美国北卡罗来纳 Hammer生命科学学院（环境健康风险评估中心）、中国环境科学研究院、中科院生态环境研究中心、中国水利水电科学研究院水资源所、北京师范大学环境学院、中科院新疆生态与地理研究所、兰州交通大学、新疆师范大学等国内外多所科研单位建立了长期的战略合作关系并多所高等院校建有联合实验室。

科衡环保在给水深度净化、市政与工业污水处理及再生利用、土壤修复、水环境与湿地生态修复、大气污染治理及油田环保技术服务、水处理及油田化学品、藻类与化学固沙、生态规划、环境风险评估与环境预警等领域具有多年的研发和工程实践经验。

目前公司在等离子体技术、苦咸水（海水）淡化膜法与热法技术、微生物多糖、复合生物制剂、膜技术、重油污染土壤低温氧化修复技术、重金属污染土壤矿化技术、环境风险评估中的不确定性分析、环境管理智能决策支持系统等前沿技术和理论在环境污染治理和环境管理中的应用取得了丰硕的成果。

“天碧蓝，水至清”是科衡人的永恒梦想。

化学固沙与抑尘技术
1 固沙剂的固沙原理
向沙土表面喷洒固沙剂溶液，固沙剂溶液在沙土表面均匀渗透，固沙剂溶液在蒸发过程中将大小颗粒沙土粘接在一起，形成一个厚度在10mm以上，有一定的强度和韧性的固化层。

固化层可以有效抵御100km/h以下的风速。

固沙剂实际上是一种对于沙土颗粒十分有效的粘接剂，一方面它可以在沙土颗粒空隙中有效渗透，另一方面它又可以与沙土颗粒表面良好的接触，通过胶粘作用将沙土大小颗粒固化在一起形成更大的粒径的颗粒或固化层。

沙土粒间孔隙大，内部排水快，蓄水量少且易蒸发失水。

沙土的毛管较粗，毛管水上升高度小，地下水位较低，不能湿润表土，植物很难在表土上生长。

固沙剂以微生态学原理为基础，综合现代精细化工植物营养学、肥料学、材料学、土壤学等与微生态系统相结合的研究成果，通过在沙化土壤表面上诱导培育小生境（也称生态灶，NICHE）改变土层表面的原有性质使沙层固定化、生命化、绿色化，使沙土颗粒空隙变小，减少蒸发量。

进而在开放系统中，随着时间的推移，生态群将从低级向高级发展；以此为基石建造生态绿化带。

2化学固沙剂的分类
化学固定剂主要分为四大类：水泥浆、水玻璃类、石油产品和高分子聚合物吸水树脂类，当然也有一些其他类型的固定化材料，例如利用工业废料——废塑料、棉籽酚树脂等溶解或乳化改性制备而成的固定化材料，还有以工业酒糟液、纸浆废液或草浆黑液为基础，加入各种添加剂配置而成的固定化材料，但都仅处于实验室研究阶段，未能用于实用。

水泥浆用于土壤固定化主要利用了其喷洒后形成的固定层具有覆盖作用，但其覆盖层同样会影响植被的恢复。

水玻璃作为廉价、无毒的固沙材料使用已有将近百年的历史，但不论是过去的水玻璃浆还是增加了添加剂之后的，固结强度都不高，而且再添加了其他成分之后，有的还具有一定的毒性。

使用此方式固定土壤对于植被的恢复具有一定影响。

石油类产品用于固定化主要有原油、重油、渣油、沥青等，主要是在浇注表面形成固定层，但是石油类产品对于环境的亲和性极差，因而使用较少。

高分子聚合物材料是当今化学固沙材料研究的热点之一，其固定效果较其它普通化学材料均较显著和稳定。

使用高分子聚合物高吸水性树脂进行固定化具有固结强度较高、吸水性好、耐水性好、固化迅速、粘结性好、有的还具有良好的弹性和热稳定性。

3 公司研发的固沙剂（国家发明专利号：201410527430.9）的优点
公司研发的化学固沙技术采用具有防风固沙且可改良土壤的固沙剂。

固沙剂中的木质素
为腐殖质原生体，喷洒后可提高沙土中的有机物的含量，改良土壤并可生物降解。

公司研发的防风固沙剂其主要成分是改性天然高分子固态粉末、无毒、无害、无腐蚀性，配方科学合理，成本低廉，且安全、环保。

防风固沙剂由以下组分按下述重量份数比组成：高分子粘结剂：成膜剂：pH调节剂：防腐剂=84~86:8~10:3~5:0.8~1。

防风固沙剂使用时加入一定量的水溶解，然后均匀的喷洒在裸露的沙土表面，水分蒸发后松散细小的沙土颗粒形成厚度为5-6厘米左右的具有一定强度的覆盖层，将松散的沙土覆盖在下面。

与传统的防风固沙技术相比具有明显的经济优势。

图1塔克拉玛干沙漠实验室固沙效果
固沙剂抗风性试验
表1 喷洒固沙剂后的沙土风洞测试结果
实验前重量试验后重量前后差值损失百分比（
失的质量百分比。

5 工程应用实例
2014年3月公司承担了新疆农二师三十三团100MW光伏项目一期30MW地面电站工程防风固沙项目。

该示范工程采用化学固沙与藻类生物固沙复合技术。

施工前场地图2（(a)和扬尘对光伏板的影响图1（b）。

(a)施工前地貌（b）扬尘对光伏板的影响
图2施工场地原貌及扬尘对光伏板的影响
现场施工见图3。

图3施工现场
现场由于地形狭窄，太阳能光伏板之间主要采用人工喷洒的施工方式。

地形开阔的区域，可采用喷洒车进行喷洒。

施工完成后经历了2014年百年一遇的沙尘暴，固沙效果良好，达到了预期目的。

6化学固沙剂的应用领域
（1）防风固沙剂亦可用于露天煤矿、堆场、和施工现场的抑尘
（2）简易道路、油田公路及作业区抑尘、路基边坡稳定
（3）电厂、尾矿粉尘控制、水塘、晒水池、垃圾填埋场侵蚀控制及边坡稳定
“科衡环保”可以根据用户的实际用途，研发新的配方或筛选新的藻类，采取一种或多种技术联合的模式给客户固沙或抑尘提供经济可行的整体解决方案。