无熟料垃圾底灰胶凝材料固化海洋土工程特性研究

以垃圾底灰、粉煤灰、矿渣和脱硫石膏为主要原材料,外掺少量复合激发剂,配制出无熟料固化剂,该无熟料固化剂的物理力学性能满足32.5复合水泥的技术要求。分别对无熟料垃圾底灰固化剂和32.5复合水泥固化海洋土进行不同掺量和不同龄期的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度、压缩和抗剪性能等工程特性研究。结果表明,无熟料垃圾底灰胶凝材料固化海洋土可行,且固化剂掺入比为24%的固化海洋土的工程特性相当于水泥固化海洋土中32.5复合水泥掺入比为12%。

海藻酸钠改性垃圾焚烧底灰-矿渣基胶凝堵漏材料研究

针对传统矿用水泥基堵漏材料存在的收缩开裂、高能耗及高碳排放的问题,探索采用海藻酸钠(SA)交联金属离子,制备SA改性垃圾焚烧底灰(MSWI-BA)-粒化高炉矿渣(GBFS)基胶凝堵漏材料(SWM)。通过抗压强度和凝结时间的测试,确定了最佳水固比为0.4。通过胶凝材料在不同温度下的抗压强度、收缩率及裂缝形貌的分析,探究了SA改性对胶凝材料的耐高温性能的影响,结果表明SA改性后,胶凝材料的耐高温性得到了改善,受热后改性胶凝材料表面裂缝明显减少,收缩率较改性前最大降低了26.5%,在400℃受热后,剩余抗压强度仍高达17.25 MPa。结合微观形貌、孔结构性能和热分析实验,探究了SA改性胶凝材料的形成机理,结果表明,SA改性MSWI-BA-GBFS基胶凝堵漏材料通过SA与底物中的Ca^(2+)/Al^(3+)的配位交联与碱激发底物形成的硅铝酸盐共价网络协同作用,细化孔径,减小孔容,在受热后保持基体结构的完整性,从而改善胶凝材料的抗收缩开裂性。堵漏风模拟实验结果表明,水固比0.4的SA改性MSWI-BA-GBFS基胶凝堵漏材料的堵漏性能优于矿用水泥基材料,表现出较好的堵漏性能。SA改性MSWI-BA-GBFS基胶凝堵漏材料的研制不仅为城市垃圾焚烧底灰的资源化利用提供了有效途径,还提供了一种抗压强度高、抗收缩开裂且耐高温的可以完全替代传统矿用水泥基堵漏材料的环保防灭火材料。

碱激发垃圾焚烧底灰地聚物的制备及其水化特性研究

本文采用城市垃圾焚烧底灰(BA)、偏高岭土和矿粉作为原料,NaOH和水玻璃作为碱激发剂来制备底灰地聚物,重点研究了不同碱含量、BA掺量对聚合物抗压强度及水化特性的影响。研究表明:当碱含量达7%(质量分数,下同)时,过量的钠与活性钙、活性硅和铝反应,从而形成大量低强度N-A-S-H,使底灰地聚物强度下降;当碱含量固定、BA掺量达到80%时,底灰地聚物的强度大幅度降低。对于底灰而言,其聚合物体系对重金属离子具有显著的固化效果。因此,采用BA制备底灰地聚物对城市固废绿色再生利用和环境保护具有重要意义。

RSM优化焚烧底灰胶凝材料及安全性评价

为了将生活垃圾焚烧底灰(MSWI-BA)进行资源化利用,基于响应面中心复合试验法(RSM-CCD)研究了不同活性激发方式对经过预处理的MSWI-BA水泥胶砂试块28 d抗压强度的影响.结果表明:活性激发MSWI-BA胶凝材料具有较好的胶凝活性;采用RSM-CCD得到,掺10%MSWI-BA水泥胶砂试块在最佳试验条件下的28 d抗压强度计算值为46.04 MPa,实测值为46.15 MPa,二者符合较好,为MSWI-BA的资源化利用提供了一种解决方法;MSWI-BA胶凝材料的安全性较好,重金属浸出性能满足GB 30760—2014《水泥窑协同处置固体废物技术规范》的要求.

碱激发城市生活垃圾焚烧底灰和矿渣绿色胶凝材料性能研究

研究了城市生活垃圾焚烧底灰与粒化高炉矿渣制成的碱激发材料(AASL)抗压强度影响因素,通过改变粒化高炉矿渣掺量和Na_(2)O掺量对AASL进行抗压强度测试以及利用高分辨率扫描电子显微镜和能量色散X光能谱仪观察材料微观形貌,探索AASL抗压强度发展规律。试验结果表明粒化高炉矿渣掺量增加有利于底灰-矿渣碱激发材料抗压强度发展而Na_(2)O掺量的增加不一定导致试样抗压强度提高,掺有30%粒化高炉矿渣和Na_(2)O为5%时养护56 d抗压强度可达52.77 MPa。

城市生活垃圾焚烧底灰的水热固化研究

利用水热技术对城市生活垃圾底灰进行资源化利用研究,将其固化为一种强度高、重金属溶出少的建筑材料。主要研究了添加消石灰固化生活垃圾底灰的硬化机理,并且为了100%利用垃圾焚烧灰,也研究了添加垃圾飞灰固化底灰的方法。同时还进行了重金属浸出试验,测试固化体中重金属溶出量。研究结果表明,托勃莫来石晶体的生成是影响固化体强度的主要原因,而且托勃莫来石的生成量越多,样品的强度越高。飞灰也可以作为一种固化添加剂对底灰进行水热固化,且添加飞灰的硬化机理和消石灰相同。经过水热固化,固化体的重金属溶出量可大大降低。水热技术有望成为一种城市生活垃圾底灰资源化利用的有效方法。

以垃圾焚烧底灰为骨料的脱水污泥固化试验

针对机械脱水污泥强度低,难以安全填埋的问题,采用生活垃圾焚烧底灰作为骨架材料和水泥、石灰、石膏作为固化剂,开展污泥固化试验研究,并通过无侧限抗压强度试验、耐水性试验、浸出毒性试验对固化效果进行评价.结果表明,较优的固化剂种类为水泥和石膏,掺入量为污泥干基的50%,无侧限抗压强度可以满足填埋要求.最优垃圾焚烧底灰掺入量为100%,固化污泥增容比小于1.0,能够起到减容作用.水泥、石膏固化污泥耐水性能均较好.浸出毒性试验结果表明,最优固化剂种类为石膏,浸出液Cu、Zn、Pb离子浓度及COD值均较原泥大幅降低,可以起到良好的稳定化效果,且浸出液pH值接近中性,对生态环境影响较小.

城市垃圾焚烧底灰资源化处理的可行性研究

对天津某城市垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧底灰进行采样,测试评价了不同粒径焚烧底灰的工程特性及环境风险,并以焚烧底灰为骨料制备混凝土平板试件,分析了焚烧底灰中杂质组分对再生建筑材料的工程特性影响。研究发现,焚烧底灰的颗粒级配分布、主要元素成分及含量、砂当量、压实强度与天然建筑骨料相似,且不同粒径的焚烧底灰在使用过程中无毒性重金属浸出危害。但焚烧底灰作为建筑材料使用过程中,易出现裂缝等质量损伤状况,从焚烧底灰自身特性和其中的杂质组分在碱性环境下变化规律着手,分析了再生建筑材料产生损伤的可能原因,提出改善焚烧底灰工程性能的措施。

城市生活垃圾焚烧底灰制备墙体材料的试验研究

采用城市生活垃圾焚烧底灰制备墙体材料,试验研究了焚烧底灰用量对混凝土试块抗折强度和抗压强度的影响,测试了焚烧底灰混凝土试块的导热系数,分析了该试块的热工性能。试验研究表明,随着焚烧底灰用量的增加,混凝土试块的抗折强度和抗压强度均先增大后减小,其强度最大值分别达到9.97 MPa和39.81 MPa,而导热系数则是逐渐减小的,最小仅为0.42 W/(m·K)。试验为城市生活垃圾焚烧底灰制备墙体材料打下了初步基础,也是焚烧底灰资源化利用的途径之一。

澳门城市垃圾焚烧底灰的重金属淋溶及其遗传毒性评价

应用美国国家环境保护局推荐的毒性特性溶出程序(toxicitycharacteristicleachingprocedure,TCLP),以及ICP-MS和ICP-AES技术研究了澳门城市垃圾焚烧底灰中重金属的淋溶,并结合蚕豆根尖微核试验评价了其潜在的生态与健康风险.结果显示,该底灰淋溶出来的重金属元素:铝(Al)、锰(Mn)、钴(Co)和汞(Hg)的浓度低于0.01mg·L-1,铁(Fe)、铜(Cu)和钼(Mo)的浓度低于0.1mg·L-1,而铬(Cr)、锌(Zn)、硒(Se)、锶(Sr)、钡(Ba)和铯(Cs)的浓度在0.11mg·L-1￣2.19mg·L-1之间.需要注意的是淋溶液中铅(Pb)的浓度异常高,最高可达19.06mg·L-1,超过了美国相关标准的上限(5mg·L-1);对比不同条件下底灰中重金属的淋溶情况,表明溶解作用和淋溶液的pH值是影响其淋溶的2个重要因素.蚕豆根尖微核试验显示各淋溶液处理组根尖细胞微核率明显升高,与阴性对照组相比具有显著性差异(p<0.05),表明各淋溶液具有遗传毒性;随着淋溶液中重金属浓度的增加,蚕豆根尖细胞所表现出来的毒性效应增强,表明重金属是淋溶液具有遗传毒性的重要原因.

垃圾焚烧底灰和石灰固化污水污泥性质的试验研究

通过对污水污泥掺加垃圾焚烧底灰和石灰进行固化,确定了最小石灰掺加量,测试固化体的液塑限、无侧限抗压强度、击实性和微结构特征,通过研究发现随着垃圾焚烧底灰掺量的增大,液塑限及塑性指数均减小,无侧限抗压强度增大,当掺量约一半时,2 8 d时的无侧限抗压强度可达6 0 K P a以上;对于纯污泥,其最大干密度为7.9 K N/m3,最优含水量为6 6%,随着垃圾焚烧底灰掺量的增大,最优含水量降低,最大干密度增大。最后给出了固化强度的预测公式,可用于预测不同龄期和不同掺量时的强度。

澳门城市垃圾焚烧底灰中重金属淋溶研究

本文采用ICP—MS和ICP—AES技术来研究澳门城市垃圾焚烧底灰中重金属的淋溶，以探讨其可能的环境行为和潜在的生态与健康风险．结果表明，该底灰淋溶出来的重金属元素：铝（Al）、锰（Mn）、钴（Co）和汞（Hg）的浓度都低于0．01mg／L，铁（Fe）、铜（Cu）和钼（Mo）的浓度低于0．1mg／L，而铬（Cr）、锌（Zn）、锶（Se）、（Sr）、钡（Ba）和铯（Cs）的浓度在0．11～2．19mg／L范围内，但铅（Pb）的量异常高，最高达19．06mg／L，超过了美国相关标准的上限（5mg／L）；溶解作用和淋溶液的pH值是影响该底灰中重金属淋溶行为的主要因素之一；联系澳门特殊的地理环境和气候条件：填埋后，该底灰中的毒害重金属可被大量淋溶出来，而暴露于生态环境．

地聚合物固化生活垃圾焚烧底灰基层施工技术

城市生活垃圾焚烧底灰大量产生,既占用了土地又易产生"二次污染"。采用地聚合物对生活垃圾焚烧底灰进行固化处治,形成新型基层材料,并成功应用于道路基层。阐述了技术原理、施工工艺流程及操作要点,为生活垃圾焚烧底灰的利用提供借鉴。

无机胶结剂固化生活垃圾焚烧底灰试验研究

垃圾焚烧底灰与无机胶结剂混合固化是一种固废转化的处理方式。分别采用不同掺量的水泥、石灰、石膏为固化剂,改变垃圾焚烧底灰掺量,开展底灰固化试验研究,对固化砌块的无侧限抗压强度、重金属浸出量进行测试,并进行XRD、SEM分析。结果表明:固化材料配比为100%垃圾焚烧底灰、25%水泥和25%石膏时,无侧限抗压强度最高,达18.5 MPa;固化砌块的强度随养护龄期的延长而提高;固化砌块满足Ⅲ类土壤环境质量要求,浸出毒性低于Ⅴ类地表水环境质量标准要求,可用作砌筑材料。

用铝粉与生活垃圾焚烧底灰制备复合材料的试验研究

以生活垃圾焚烧底灰为增强相,用液相烧结粉末冶金方法,对制备废旧金属铝/生活垃圾焚烧底灰复合材料进行了试验研究.结果表明:当废旧金属铝与生活垃圾焚烧底灰配比为8:2,烧结温度为900℃,保温时间为1.5h,在纯N2保护性气氛的条件下制得的复合材料具有良好的机械性能.如热膨胀系数为0.3×10-6,密度为2.43g/cm3,弹性模量为3014.3Mpa,耐磨性能比铝镁合金的提高了1.3倍.

基于碱处理技术的生活垃圾焚烧底灰部分取代水泥方案研究

城市生活垃圾焚烧底灰中含有金属铝,与水泥拌和时会发生水化反应,生成氢气。为了充分发挥垃圾焚烧底灰在工程中的作用,文章提出采用不同碱处理方案去除城市生活垃圾焚烧底灰中的铝等有害物质,用预处理后的垃圾焚烧底灰部分取代水泥,测试不同期龄(7d,28d)砂浆的抗压、抗折强度。结果表明,焚烧底灰用作部分水泥的替代物时,会降低抗压、抗折强度和流动性。经预处理的焚烧灰部分替代水泥掺入水泥砂浆,可以去除铝等有害物质,从而减少微孔结构的生成,使砂浆的力学强度明显提高。当底灰粒径不大于5 mm时,用液固比不小于5的饱和Ca(OH)2溶液在常温条件下浸泡15 d,为适合我国西南地区生活垃圾焚烧底灰的较优预处理方案。

垃圾焚烧底灰型水泥固化体力学性能研究

为了使垃圾焚烧底灰得到资源化利用,本文采用机械球磨的方式探究底灰的比表面积与底灰掺量对水泥固化体力学性能的影响。研究结果表明:机械球磨可以使底灰的比表面积显著增加,提高其反应活性,进而提高固化体的强度;底灰的掺入对固化体强度具有很大的负面影响,但是当底灰比表面积为3 679 cm^(2)/g、底灰掺量达到40%时固化体的28 d抗压强度可高达35.72 MPa。试验结果可为后续底灰替代胶凝材料的相关研究提供参考与借鉴。

生活垃圾焚烧底渣资源化制备陶瓷砖

实验通过垃圾焚烧底灰制备陶瓷砖,并通过正交分析法研究灰渣添加比例、烧结温度、保温时间3个因素对于陶瓷砖破坏强度、线膨胀率、吸水率等性能的影响。研究结果表明:(1)3个因素的影响重要程度依次为:烧结温度>灰渣添加比例>保温时间;(2)添加垃圾焚烧底渣导致坯体破坏强度降低,但对线膨胀率与吸水率无显著影响;(3)将陶瓷砖的烧结温度适当升高,有利于降低坯体吸水率,增加坯体破坏强度;(4)陶瓷砖的烧结温度在1 075℃时,其坯体线膨胀率最小;(5)较优实验条件为:烧结温度1 100℃、保温时间13min、额外添加灰渣比例20%,此时制得的陶瓷砖样品各项主要指标性能达到国家标准《GB/T 4100-2015陶瓷砖》,附录L,干压陶瓷砖E>10%,BⅢ类———陶质砖。

利用微波烧结垃圾焚烧灰的实验研究

为实现生活垃圾焚烧飞灰和医疗垃圾焚烧底灰在建筑材料领域的资源化利用,研究了微波辐照参数、原料配比、试样尺寸和助熔剂对两者的混合物(简称复合垃圾焚烧灰)烧结特性的影响。结果表明:随着生活垃圾焚烧飞灰掺量的增加,烧结产物的表观密度及单粒强度不断减小;在微波功率和煅烧时间一定的条件下,减小试样尺寸有利于提高烧结核心温度及烧结率;随着微波功率及煅烧时间增加,试样核心温度、烧结率及单粒强度不断提高,当煅烧时间延长到一定程度,试样烧结率增幅减缓,继续煅烧不利于节约能耗。微波作用下,复合垃圾焚烧灰通过CaO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)体系熔融反应生成以钙铝黄长石、橄榄石和玻璃相为主的烧结产物,其结构密实,具有较高强度;助熔剂的掺入促使更多外层复合垃圾焚烧灰颗粒发生熔融,进而提高了试样烧结率。微波烧结后的复合垃圾焚烧灰中重金属稳定性得以提高,浸出量低于国家标准限值。

城市生活垃圾焚烧灰的特性及资源化利用实例

在政府政策的大力引导之下,城市生活垃圾焚烧底灰的产量伴随着城市生活垃圾焚烧处理比例的不断提升而急剧增长。如何“变废为宝”将生活垃圾焚烧底灰进行资源化利用,成为了城市生活垃圾管理中亟待解决的问题。本文以成都市兴蓉万兴环保发电厂的生活垃圾焚烧底灰为例,通过室内实验和理论分析,研究了垃圾焚烧底灰的特性,并在此基础上,底灰以总骨料体积的0%、25%、50%、75%、100%替换天然粗骨料制成再生混凝土,探索底灰对再生混凝土力学性能的影响规律,为底灰的资源化利用提供了参考与借鉴。