利用垃圾焚烧渣制备陶瓷透水路面砖的试验研究

垃圾焚烧渣是一种危险的固体废弃物,无害化利用垃圾焚烧渣具有重要意义。以垃圾焚烧渣为主要原料,通过高温烧结工艺制备了一种综合性能较佳的透水砖,研究了垃圾焚烧渣的添加量与烧成温度对样品结构与性能的影响规律。结果表明:添加适量的废玻璃及适当提高烧成温度能够改善试样的强度及环境安全性;当垃圾焚烧渣、废玻璃与煤粉(外加)的添加量分别为60%、40%、20%(质量分数)时,在1 200℃下烧成制品的透水系数、抗折强度与抗压强度分别为0.58 mm/s、6.23 MPa和18.58 MPa,其强度和透水系数分别达到了R_(f)4.5与B等级,且制品的Cu^(2+)、Pb^(3+)和Zn^(2+)浸出浓度满足GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》要求。XRD与SEM-EDS分析结果表明,由废玻璃熔融而成的高温液相溶解了三氧化二铅、氧化锌和氧化铜,抑制了Cu^(2+)、Pb^(3+)和Zn^(2+)的浸出。提高烧成温度能够降低样品的气孔率,促进三氧化二铅、氧化锌与氧化铜的溶解,进而协同改善制品的环境安全性。莫来石与玻璃相相互胶结,连通气孔均匀分布,赋予了透水砖较高的强度与优良的透水性能。

生活垃圾焚烧渣细骨料混凝土冻融及自愈试验

针对生活垃圾焚烧渣量大、难以利用的问题,本工作研究了利用生活垃圾焚烧渣代替天然砂用作混凝土细骨料。选用0.2、0.4、0.6三种水胶比及0%、25%、50%(质量分数)三种代砂率,研究了生活垃圾焚烧渣细骨料混凝土和普通混凝土在不同冻融次数和冻融后自愈的宏观力学性能和微观结构的变化规律。结果表明,随冻融循环次数的增加两种混凝土的抗压强度均逐渐降低,但生活垃圾焚烧渣细骨料混凝土强度降低幅度小于普通混凝土,说明其抗冻融性能优于普通混凝土。经过自愈养护,焚烧渣混凝土与普通混凝土强度均有一定上升,由于垃圾焚烧渣具有一定的潜在水硬性,自愈强度增长率要大于普通混凝土。

改良垃圾焚烧底渣固化疏浚淤泥性能试验研究

基于以废治废理念,提出了用改良垃圾焚烧底渣固化疏浚淤泥的新思路,并开展了室内试验研究,测定了固化淤泥试样的含水率、无侧限抗压强度及抗剪强度指标。试验结果表明:垃圾焚烧底渣磨细粉和未研磨的原渣按1∶1比例混合时,具有最优的固化性能;在最优混合比条件下,固化淤泥的无侧限抗压强度、黏聚力和内摩擦角均随龄期和改良垃圾焚烧底渣掺入比的增加而增大,含水率则相反;当改良垃圾焚烧底渣掺入比为35%时,固化淤泥28 d无侧限抗压强度达到了58.4 kPa,含水率由67.4%降至38.0%,采用改良垃圾焚烧底渣固化疏浚淤泥是可行的。

城市生活垃圾焚烧飞灰协同底渣制备轻质低硅铝型陶粒实验研究

以城市生活垃圾焚烧飞灰(简称飞灰)协同城市生活垃圾焚烧底渣(简称底渣)制备轻质低硅铝型陶粒,研究飞灰/底渣掺量、焙烧条件对陶粒性能的影响,分析热处理后矿物相转变、微观形貌,并从重金属浸出角度评估成品陶粒的质量。结果表明:(1)在最佳原料掺量(质量分数)为飞灰20.0%、底渣40.0%、凝灰岩40.0%,最佳焙烧参数为预热温度500℃、焙烧温度1100℃、焙烧时间10 min的条件下,陶粒的颗粒强度为2014 N,堆积密度为890 kg/m^(3),1 h吸水率为8.60%。(2)焙烧过程中生成了新物相(透辉石、钙铁辉石和硅灰石),并且陶粒内部形成了丰富的多孔结构。(3)陶粒中Cr、Ni、Zn、As、Cd、Pd浸出毒性远低于《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)。

电解锰渣-生活垃圾焚烧底渣协同制备路面基层材料试验研究

我国电解锰渣和城市生活垃圾焚烧底渣堆存量大,污染严重,亟需开发经济可行的资源化利用技术。采用电解锰渣和城市生活垃圾焚烧底渣制备一种路面基层材料(RBM),并研究以不同Ca/Si比(质量比)制备的RBM的化学组成、力学性能、耐久性、浸出特性、水化产物和孔隙结构。采用X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDX)和压汞等表征手段研究RBM的水化产物及微观结构,利用浸出试验研究RBM的浸出特性。结果表明,当Ca/Si为0.8时,RBM力学性能和孔隙结构最优,养护7 d后的无侧限抗压强度(UCS)达9.06 MPa,满足中国水泥土路面基层I级标准。RBM耐久性优异,养护28 d的RBM经过9次冻融循环和干湿循环试验后,UCS分别为11.63、9.90 MPa。RBM中的主要水化产物为CaAl_(2)Si_(2)O_(8)·4H_(2)O、3CaO·Al_(2)O_(3)(C3A)、2CaO·SiO_(2)(C2S)和CaMnSi_(4)O_(8),水化产物相互交错填充孔隙提高了RBM的强度及耐久性。RBM中重金属和氨氮浸出浓度符合中国地下水标准。该研究可在实现电解锰渣和城市生活垃圾焚烧底渣大规模利用的同时节约路面基层材料成本。

村镇生活垃圾焚烧底渣农用的重金属污染风险评价

随着生活垃圾焚烧处理方式的不断推广,生活垃圾焚烧底渣的处置也成为一个日益严峻的问题。为了明确生活垃圾底渣农用的可行性,于2014年在江苏常熟农业生态实验站进行了小白菜(Brassica rapa L.Chinensis Group.)盆栽试验,各施肥处理土壤中分别添加底渣的比例为0%、5%、10%、20%、50%、100%,以不施肥处理和单施底渣(10%)处理为对照。于小白菜收获时,取样分析小白菜产量、品质,以及小白菜和土壤中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn含量,并采用内梅罗综合污染指数法和目标危害系数法评价了底渣农用的重金属污染风险。结果表明,施用适量的底渣可以有效增加小白菜产量,亦增加了小白菜中可溶性糖、维生素C和硝酸盐含量,并且硝酸盐含量未超过中国无公害蔬菜安全要求;小白菜地上部重金属含量和土壤重金属含量在不同处理中均随底渣施用比例的增加而增加,且底渣施用量超过12.2%时,土壤内梅罗综合污染指数大于1,土壤呈轻度重金属污染,底渣施用量超过15%时,小白菜地上部重金属Cr含量超过中国食物污染物的限量标准;小白菜单一重金属目标风险系数在不同处理中均小于1,而底渣用量大于或等于10.7%时小白菜重金属复合目标风险系数大于1,存在食用健康风险,健康风险以Pb、Cd为主,并且儿童更易遭受小白菜重金属危害。因此,在保证小白菜产量、品质和土壤安全下,底渣一次性安全施用比例不能超过10%。

城市垃圾焚烧底渣再生微粉强度特性的实验研究

为实现城市垃圾焚烧底渣的高效再生利用,进行了底渣及其再生微粉的物理、化学性质实验,采用不同比例底渣再生微粉替代水泥进行胶砂强度实验。结果表明:垃圾焚烧底渣再生微粉相比水泥材质更轻、颗粒更小、更均匀;再生微粉中以氧化物形式存在的Si、Al和Ca约占底渣总质量的70%,与水泥的化学成分组成类似,但SiO 2、Al 2O 3含量较高,而CaO含量较低。再生微粉内掺替代水泥的胶砂抗压、抗折强度均随替代比例的增加呈下降趋势;内掺30%时,再生微粉的强度活性指数可达55%以上,说明再生微粉具有一定的凝胶活性。此外,底渣再生微粉的掺加对胶砂早期强度的影响较小,随再生微粉掺量的增加,胶砂强度前期增长速度变慢,后期强度出现较大幅度的降低。

用垃圾焚烧炉渣中的铁制取聚合硫酸铁

以垃圾焚烧炉渣中的废铁为原料,通过破碎、硫酸浸出制取聚合硫酸铁,研究了废铁的特征和硫酸浸出工艺。结果表明:通过磁选、清洗、酸溶浸出和氧化聚合,可获得较高纯度聚合硫酸铁;在硫酸浓度5.32mol/L、反应温度95℃、反应时间5h、搅拌速度400r/min优化条件下,铁浸出率达81.72%;通过控制浸出液混合比例,可在一定范围内制得聚合硫酸铁并控制所需盐基度。

垃圾焚烧底渣粉磨工艺及再生微粉强度特征

为提高城市生活垃圾焚烧底渣的再生利用价值,以0.18mm通过率和比表面积作为控制指标进行了不同转速、球磨时间的垃圾焚烧底渣球磨对比试验,并采用不同比表面积的底渣再生微粉内掺替代水泥进行胶砂强度试验。结果表明,垃圾焚烧底渣材质较轻且易于研磨,再生微粉的细度容易达到并远大于水泥的细度;在一定范围内提高转速,可提高再生微粉0.18mm通过率和比表面积,有效缩短研磨时间;垃圾焚烧底渣再生微粉具有与水泥类似的化学成分及凝胶活性,最大强度活性指数约为57%;细度对再生微粉的胶砂强度影响较为显著,随微粉细度增加,再生微粉胶砂强度总体上呈现先增加后减小的变化趋势;再生微粉对胶砂早期强度影响较小,但会导致胶砂强度增长速度明显变缓。

生活垃圾焚烧底渣综合利用现状

随着人们生活和消费水平的提高,城市生活垃圾的产生量呈逐年上升的趋势,生活垃圾焚烧也已日益成为生活垃圾处置的主流方式,生活垃圾焚烧底渣的处置逐渐引起公众和政府的关注。该文从生活垃圾焚烧底渣物理性质、化学性质等方面对生活垃圾焚烧底渣综合利用现状展开综述,以期对生活垃圾底渣的综合利用带来一定的启发。

垃圾焚烧炉灰渣熔融处理技术的研究进展

熔融技术是灰渣处理的重要技术之一,可以把焚烧炉底渣和飞灰(统称灰渣)转变成稳定且没有毒性的熔渣,并可作为建筑材料再利用。熔融炉内灰渣中的二恶英(PCDD/Fs)在1000℃以上的高温下将彻底分解,挥发性的重金属则被固定在熔渣中。介绍国内外常用的熔融炉型,并重点介绍等离子体熔融炉以及二恶英等毒性物质分解机理。

垃圾焚烧炉底渣改性沥青混凝土的性能研究

生活垃圾经焚烧后质量减少80%左右,但其焚烧副产物炉渣会对环境造成二次污染。将炉渣用于混凝土的制备不仅可以解决炉渣带来的环境污染,还能缓解骨料供需矛盾,有显著的社会、环境和经济效益。本文通过对未掺加垃圾焚烧炉底渣的沥青混合料进行配合比设计,确定沥青的最佳沥青用量,然后得到垃圾焚烧炉底渣在沥青混合料中的最优掺配比例。

城市生活垃圾焚烧底渣取代部分黏土煅烧熟料的工业试验

将城市生活垃圾焚烧底渣资源化,部分替代水泥熟料煅烧用黏土。工业试验结果是:底渣配比增加,黏土比例下降,在替代量低于3.5%(生料量为100%)以下时,对熟料质量无明显影响;随着加入比例的提高,生料的碱含量、氯离子升高,窑尾烟室结皮增多,窑内有结圈现象,窑工况变差,熟料游离钙升高,对窑煅烧与熟料质量影响明显。

掺城市生活垃圾焚烧底渣的水泥与混凝土特性

利用底渣微粉部分代替水泥,测试水泥胶砂的强度和混凝土的抗压强度。结果表明,当底渣掺量为10%时,能够提高胶砂试件抗压强度。垃圾焚烧底渣微粉可部分代替水泥作为胶凝材料制备混凝土。

垃圾焚烧底渣透水混凝土的试验研究

以垃圾焚烧底渣作为集料,通过配合比设计和试验对比,研究骨料粒径、水灰比等对透水混凝土性能的影响。随着水灰比的增加,抗压强度增加,透水系数降低,垃圾焚烧底渣的粒径越大,透水系数也越高,但抗压强度也会降低。水灰比为0.55时抗压强度大于20MPa,骨料粒径为12.5mm时,透水系数大于0.5mm/s。

生活垃圾焚烧尾渣-次轻混凝土冻融劣化特性及微观机制

针对混凝土在冻融环境中耐久性差及传统改善方法引起的成本问题,提出利用城市生活垃圾焚烧尾渣作为轻骨料,制备能够提高抗冻性降低成本的次轻混凝土。以水胶比0.3,尾渣轻骨料掺量为25wt%、50wt%和75wt%的次轻混凝土为研究对象,模拟严寒地区冻融环境。利用剥落量、质量损失、强度损失、动弹性模量损失等宏观指标探究次轻混凝土冻融劣化规律,从次轻混凝土吸水饱和度、孔结构特征、骨-浆界面等方面揭示了冻融劣化机制,最后建立基于损伤力学理论的次轻混凝土损伤劣化模型。结果表明:冻融循环侵蚀对普通混凝土造成的耐久性损伤程度比次轻混凝土更严重,普通混凝土表面产生了更多的砂浆剥落。尾渣轻骨料的掺入能够显著改善混凝土的抗冻性能。在冻融循环侵蚀条件下掺入25wt%、50wt%和75wt%尾渣轻骨料的次轻混凝土耐久性能分别比普通混凝土至少提高了15.2%、30.3%和33.3%。次轻混凝土的内养护作用加强、有益孔的数量增加和骨-浆界面强度增大等改善了孔隙结构和界面特征,提高了冻融侵蚀耐久性能。基于损伤力学建立的次轻混凝土劣化模型的拟合度为0.97以上,能够较好地研究次轻混凝土冻融变化规律和损伤程度。

城市垃圾生产生态建材的前途

城市垃圾的迅速增长使垃圾的“减量化、无害化、资源化”处理到了刻不容缓的地步。从经济效益和社会效益上来看 ,建材工业对垃圾资源化利用的前景非常广阔。

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。

不同粒径垃圾焚烧底渣对固化市政污泥工程特性的影响

在有膜标准养护和自然养护7 d和28 d的情况下,测定了固化体的含水率、有机质含量、抗剪强度、无侧限抗压强度及增容比等工程指标。研究结果表明,固化体含水率随垃圾焚烧底渣颗粒增大而增大;有机质含量则与颗粒大小没有明显相关性;粘聚力随垃圾焚烧底渣颗粒粒径增大而减小;内摩擦角随垃圾焚烧底渣颗粒粒径增大而增大;无侧限抗压强度随垃圾焚烧底渣粒径增大而增大;实验配比为100∶20∶20情况下的增容比均小于1.08。底渣中2 mm以上大颗粒对固化起到了更加积极的作用。垃圾焚烧底渣作为骨料,增强工程特性、减小固化剂用量、降低成本。研究成果拓展了污泥处理处置途径。

不同级配垃圾焚烧底渣固化市政污泥工程特性分析

开展了(炉排炉和流化床炉)两种垃圾焚烧底渣与固化剂共同作用下固化市政污泥的工程特性研究。分析了两种底渣化学成份及物理级配上的差异,重点考察了在密封养护情况下,测定了不同底渣固化体的含水率、pH值、无侧限抗压强度及28d渗透系数等工程特性指标。研究结果表明:相同含量的两种底渣固化体含水率及pH相同,且含水率随底渣含量增加而降低,而pH值随底渣含量增加而增加;随着底渣含量增加,级配良好的炉排炉底渣固化体强度比级配不良的流化床底渣固化体强度从高8 k Pa增加到30 k Pa;受底渣级配的影响,炉排炉底渣固化体渗透系数随底渣含量增加而增大,而流化床底渣固化体渗透系数基本不变。级配良好的炉排炉底渣固化体工程特性优于级配不良的流化床底渣固化体,具有更强的骨架作用。研究成果为污泥及垃圾焚烧底渣填埋处置提供了科学借鉴。