水泥协同垃圾焚烧飞灰固化渗滤液污泥试验研究

采用硫铝酸盐水泥协同生活垃圾焚烧飞灰作为胶凝材料对渗滤液污泥进行固化,通过无侧限抗压强度试验、浸出毒性分析和微观测试,探索水泥与飞灰的复合固化效果和固化机理.结果表明:当水泥掺量不小于20%时,固化试样的28 d无侧限抗压强度满足填埋强度要求;飞灰是水泥固化渗滤液污泥的优良辅助固化剂,其对水泥固化试样无侧限抗压强度的增强效应存在最优掺量;10%的飞灰可替代10%的水泥而使固化试样达到更好的固化效果;复掺30%或40%水泥+15%飞灰的试样可同时满足填埋强度和浸出毒性的要求.

生活垃圾焚烧飞灰与工业污泥混合烧制陶粒的研究

以生活垃圾焚烧飞灰、工业污泥、污染土及黏土为原料进行了5个配比方案的陶粒烧制研究。结果显示,当飞灰、工业污泥、污染土、黏土质量比为2∶3∶1∶4时,可烧制出堆积密度为693.9 kg/m^(3),筒压强度为5.48 MPa的陶粒。仅用飞灰和黏土烧制时,在飞灰、黏土质量比为7∶3的情况下,可烧制出堆积密度为859.5 kg/m^(3),筒压强度为12.97 MPa的陶粒。本次实验中5个配比方案烧制产物的可浸出重金属、二噁英、可溶性氯、硫化物和硫酸盐含量及放射性都能达到相关要求。

固体添加剂对垃圾掺烧污泥焚烧飞灰高温过程中重金属挥发特性的影响

在研究垃圾与污泥掺烧后焚烧飞灰中重金属浸出特征的基础上,重点研究了飞灰在1 000℃条件下高温处置过程中重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)随不同停留时间的挥发特性及添加剂(CaO、Al2O3、SiO2、高岭土、粉煤灰)对重金属转化与挥发特性的影响。研究结果表明,飞灰中重金属Zn、Pb、Mn含量较高,Ni的含量较低,而毒性较大的Cd达到29.4 mg/kg。浸出液中七种金属都满足危险废物鉴别标准(GB5085.3-1996),并且重金属的浸出浓度受浸取时间及浸取液pH值影响较大。在同样的高温处置条件下,焚烧飞灰中不同重金属的挥发特性有较大的差别。其中,Pb表现出易挥发的特性,其挥发率超过80%,而Cu挥发性较小,其挥发率小于30%。综合来看,飞灰中重金属的挥发性大小依次为Pb>Cd>Zn>Cu。飞灰中添加Al2O3和高岭土可以抑制Cd的挥发,添加Al2O3后Pb的挥发率有所减少,添加SiO2、CaO、高岭土、粉煤灰均使Zn的挥发率降低,而对Cu的挥发率没有抑制作用,这与飞灰中高Cl含量及各痕量元素化合物对固体添加剂活性位选择性的竞争吸附有关。

城市污泥与垃圾焚烧飞灰烧制污泥陶粒试验研究

城市污泥产量巨大且成分复杂,而城市垃圾焚烧飞灰属于危险废弃物,这两类固体废弃物的合理处理与处置已越来越受到关注。进行了城市污泥与垃圾焚烧飞灰烧制污泥陶粒实验及重金属浸出实验,结果表明,污泥陶粒的筒压强度随着垃圾焚烧飞灰的掺量由5%增加至25%先变大后变小,其吸水率变化趋势相反。污泥陶粒的筒压强度随焙烧温度的增加而增加,吸水率变化趋势相反。此外,污泥陶粒重金属浸出实验结果表明污泥陶粒能有效地固化污泥及垃圾焚烧飞灰中各类重金属,其浸出浓度均满足《地表水环境质量标准》中三类水体的要求。因此,污泥陶粒的生产可实现城市污泥与垃圾焚烧飞灰的有效资源化利用,具有广阔的应用前景。

焚烧飞灰、市政污泥、农林固废的综合利用研究进展

随着我国经济高速发展,焚烧飞灰、市政污泥和农林固废的产生量逐年增加,对城市健康发展与生态文明建设带来了挑战。“双碳”战略的提出进一步要求对上述固体废物进行无害化与资源化处置。调查研究发现,可对低值有机废物进行统筹协同处置,基于碳循环及“以废治废”的环保理念,将三者进行综合利用,构造出资源化利用的绿色循环闭环处置工艺技术方案。

垃圾焚烧飞灰固化市政污泥的渗透性研究

为了响应“双碳”政策,利用垃圾焚烧飞灰替代部分水泥固化市政污泥,采用电子固结仪改造的变水头渗透试验装置,分析不同飞灰替代率的固化污泥,在不同养护条件下的渗透性变化规律.研究结果表明:经过稳定化的垃圾焚烧飞灰,其颗粒形态以及表面微观孔隙为提高污泥的渗透性提供可能性;固化体的渗透系数维持在10-6~10-7cm/s的数量级范围内,且随着垃圾焚烧飞灰替代率的增加不断提高;由于飞灰遇水产生气体且可溶性盐易析出,固化体的渗透性在水下条件中受飞灰的影响较大.

模拟酸雨对污泥焚烧灰渣砖中重金属浸出影响

用不同pH的模拟酸雨浸泡掺杂污泥焚烧灰渣自制的混凝土路面砖,探讨了相同浸泡时间时,模拟酸雨pH对自制路面砖中重金属浸出的影响。结果表明,在相同浸泡时间时,铬、锰、铜、铁的浸出浓度都随着模拟酸雨pH的增大而下降。在pH为4.4的模拟酸雨中,浸泡时间大于8小时后,铬、锰、铜、铁浸出浓度的大小关系是铬>锰>铜>铁。而镉、镍、铅的浸出浓度在各种模拟酸雨中都小于0.1 ppb。

冶金渣基胶凝材料固化生活垃圾焚烧飞灰的性能研究

以矿渣、钢渣、脱硫灰和磷酸淤渣为原材料,优化4种原料的配合比,制备出冶金渣基胶凝材料,考察其对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化性能。结果表明:当m(矿渣):m(钢渣):m(脱硫灰):m(磷酸淤渣)=36%:32%:12%:20%时,冶金渣基胶凝材料净浆试块的抗压强度达35.2 MPa。随着垃圾焚烧飞灰掺入量从10%增加到80%,固化体的强度不断下降;但是,当垃圾焚烧飞灰掺量高达到80%时,固化体抗压强度仍达2.2 MPa,Pb、Zn、Cr、Hg和As的固化率仍超过99%,垃圾焚烧飞灰固化体的抗压强度和重金属浸出浓度均满足《生活垃圾卫生填埋场污染控制标准(GB 16889—2008)》的要求。

基于炉排炉的生活垃圾与污泥混烧技术

为了更深入地研究生活垃圾与污泥的混烧工艺技术,本文基于我公司的逆推往复式生活垃圾机械炉排炉,对生活垃圾与污泥混烧过程进行了研究。结果表明：时间、温度和湍流度是影响混合燃料燃烧的主要因素;工程应用中需根据现场条件和焚烧炉装置的特点等因素选择合理的污泥加入方式,并解决好炉排底部的漏渣问题;混烧污泥在一定程度上降低了燃烧效果和发电量,建议污泥混烧比例为10%~15%,并确保烟气在不低于850℃的条件下停留时间大于等于2 s;含水率超过80%和重金属含量过高的污泥不适于直接焚烧。生活垃圾和污泥混烧是可行的,为市政污泥的处理提供了一个很好的方向。

含硫石灰土工程特性的改良措施研究

炉渣和粉煤灰改善了含硫石灰土的强度性能,抑制了含硫石灰土的膨胀变形。随炉渣含量增加,石灰土的无侧限抗压强度增加。龄期小于180d的石灰土的无侧限抗压强度随炉渣含量增加幅度大;龄期大于180d的石灰土的抗压强度随炉渣含量增加幅度小。随粉煤灰含量增加,石灰土的无侧限抗压强度增加。龄期小于30d,石灰土的无侧限抗压强度随粉煤灰含量基本呈线性增加;龄期大于30d,石灰土的无侧限抗压强度随粉煤灰含量增加而增加,但增加幅度随粉煤灰含量增加而减小。

污泥辅助飞灰水热-热解处置产物制备陶粒

应开发非填埋式飞灰无害化与资源化处理处置技术的迫切需要,采用污泥辅助水热耦合热解工艺对飞灰进行脱毒脱氯,利用污泥的硅铝质组分辅助飞灰水热-热解处置产物制备陶粒;并阐明了烧结过程有害重金属的固化行为与固化机制。结果表明,在1200~1250℃的温度下,烧制20 min可成功制备密度等级为900~1200级的高强陶粒;其最优抗压强度超过19 MPa,吸水率、有害物质含量(氯化物含量≤0.0005%,硫含量≤0.22%)等指标均符合GB/T 17431.1-2010国家标准。高温焙烧过程形成的铝硅酸钙和磷灰石矿物有助于重金属的固化稳定。陶粒的残渣态重金属比例超过85%,浸出毒性低于GB 5085.3-2007规定的限值,重金属潜在生态风险处于轻微水平。飞灰经污泥辅助水热-热解处置后的产物制备陶粒可作为飞灰资源化利用的途径之一。

垃圾焚烧底渣协同固化市政污泥的工程特性

开展了不同含量垃圾焚烧底渣与固化剂共同作用下,固化市政污泥工程特性研究。测定了固化体的含水率、有机质含量、重度、pH值、无侧限抗压强度、增容比及28 d渗透系数等工程指标。结果表明:固化体有机质含量及含水率随垃圾焚烧底渣含量的增多而降低;重度随底渣添加量增加而增大,在12~15 k N·m-3之间;固化体pH值、无侧限抗压强度、增容比及渗透系数均随底渣含量增加而增大。底渣添加量为40%左右时,固化体满足填埋要求。垃圾焚烧底渣作为骨料,增强了污泥固化体工程特性、减少了固化剂用量、同时实现以废治废,降低污泥和垃圾焚烧底渣处置成本。研究成果为污泥及垃圾焚烧底渣填埋处置提供了参数及指导作用。