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。

城市生活垃圾焚烧底灰熔融处理实验研究

应用XRF对不同粒径的焚烧底灰组成进行了分析,并对底灰试样(用TCLP)以1100～1400℃的熔融温度进行熔融处理实验、物理特性、微观形貌分析(用SEM)、熔渣重金属分布(用ICPAES)、浸出毒性测定等研究.研究结果表明焚烧底灰中主要组成为SiO2,CaO,Al2O3,Fe2O3;颗粒尺寸在10～190mm范围内的占797%;熔融试样的密度、吸水率和孔隙率均随熔融温度的升高而减小,减容比和硬度均随着熔融温度的升高而升高;在熔融温度高于1300℃时,试样达到较好的熔融效果;熔融体物相发生变化对重金属浸出率影响显著,挥发性重金属Cd和Pb以气态形式被收集,Zn,Cr,Ni则固溶在熔渣中,而Zn,Cr,Pb,Cu,Cd等重金属浸出率均明显降低.

城市生活垃圾焚烧底灰应用于路面基层的研究

在北京、上海、深圳、焦作、常州等城市已有底灰研究的基础上,分析了中国垃圾焚烧底灰的性质,并与其他国家底灰性质进行对比;对当前世界各国资源化利用途径进行比较,指出底灰资源化利用于路面基层具有用量大、不与人直接接触且技术成熟等优点,是中国底灰资源化利用的发展方向。

城市生活垃圾焚烧底灰的特性及资源化利用途径分析

对城市生活垃圾焚烧底灰物理性质、化学性质以及工程性质进行了分析,结果表明,该底灰的浸出量均满足相应地区的标准,属于一般固体废物。并列举了对其再利用的工程实例。

城市生活垃圾焚烧底灰在建筑材料中的资源化利用

我国城镇化迅猛发展,生活垃圾排放量巨大,焚烧发电是城市生活垃圾未来的主要发展方向。焚烧生活垃圾所排放的底灰对人们生存的环境产生巨大压力。本文综述了目前国内外底灰在水泥、骨料、陶瓷、砖等建材领域资源化利用的主要方式,分析了各方法的优缺点,总结了底灰在建筑材料领域中的研究现状,探讨了未来底灰应用的关注点。

国内外城市生活垃圾焚烧底灰成分与处置方法探析

城市生活垃圾焚烧处理在我国呈增长趋势,垃圾焚烧产生的灰渣主要为底灰和飞灰。分析了城市生活垃圾焚烧底灰的成分,探讨了影响底灰成分的因素,论述了垃圾焚烧厂底灰处置方法。

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)。

采用城市生活垃圾焚烧飞灰制备绿色水泥砂浆的可行性研究

城市生活垃圾焚烧飞灰(MSWIFA)是城市生活垃圾焚烧产生的副产品之一,处理不当会导致严重的环境问题。采用MSWIFA部分替代水泥制备绿色水泥砂浆(GM)能够实现MSWIFA在建筑材料中的资源化利用。本工作主要研究不同替代率的MSWIFA对GM工作性能、力学性能和耐久性能的影响。此外,本工作还表征了GM的微观孔结构和微观形貌。最后,本工作通过分析1 m 3GM的能耗、碳排放、生产成本,评估了MSWIFA替代水泥制备GM的经济、社会和生态效益。研究表明:(1)MSWIFA的掺入导致GM的抗折强度、抗压强度分别降低了10.54%~29.97%、18.74%~39.54%;(2)硅酸盐水泥可以固化MSWIFA,GM的重金属浸出满足国家规定限值;(3)当MSWIFA的替代率为15%时,1 m 3GM的能耗、碳排放、生产成本分别降低14.90%、14.63%、10.36%,而其工作性能、力学性能、耐久性依然能够满足建筑砂浆要求,表明采用MSWIFA制备GM能够实现该固体废弃物的资源化利用,具有巨大的经济、社会和生态效益。

城市生活垃圾焚烧底灰在道路基层中的应用研究

城市生活垃圾焚烧底灰具有与天然骨料类似的性质,被广泛地应用在道路工程当中。底灰由于本身的疏松多孔,加入道路基层中对性能的影响显得尤为重要。通过总结分析境内外学者的研究成果,对底灰应用于基层材料时含水率、干密度、力学性能及收缩性能的影响进行研究分析。同时,作为与土壤直接接触的材料,概述了焚烧底灰基层对环境的影响。

“无废城市”建设背景下生活垃圾焚烧飞灰管理政策标准及处置进展分析

生活垃圾的焚烧处理是目前我国主流技术之一,而生活垃圾焚烧(municipal solid waste incineration,MSWI)处理必然会伴随着飞灰的产生。《国家危险废物名录(2021年版)》明确MSWI飞灰为危险废物,其安全处理与处置问题是“无废城市”建设过程中的“最后一公里”。MSWI飞灰相关政策标准的实施,促使飞灰管理体系科学且规范。根据不同时期MSWI飞灰相关政策标准的实施情况,将其分为探索起步阶段(以填埋为主)和全面提升阶段(以水泥窑协同处理为主,探索其他资源化方式共存),并对飞灰处置趋势进行展望,其中制备免烧建筑材料是最具前景的发展方向之一。未来飞灰处置趋于区域产业化、标准体系化、减量化、高值化和多元资源化,可为“无废城市”建设提供技术和产业支撑。

碱激发生活垃圾焚烧炉渣底灰泡沫混凝土制备及性能研究

泡沫混凝土因其较低的自重、良好的隔音隔热和抗震性能在建筑行业应用广泛。传统泡沫混凝土使用水泥作为胶凝材料,碳排放量较大。为减少碳排放,使用城市生活垃圾焚烧炉渣底灰(MIBA)部分替代水泥制备生活垃圾焚烧炉渣泡沫混凝土(MIBAFC),在优选发泡剂的基础上,采用碱激发技术进一步改进泡沫混凝土性能,研究不同类型激发剂对MIBAFC力学性能、吸水率、干燥收缩的影响,并采用BSE、SEM、TG-DTG、XRD测试碱激发MIBAFC的微观结构和水化特性。结果表明:CaO+Na_(2)CO_(3)(CN)、NaOH(NH)、水玻璃+K_(2)CO_(3)(SK)、水玻璃(NS)这四种激发剂均可与MIBA中的SiO_(2)、Al_(2)O_(3)等活性组分发生聚合反应,提高水化反应程度,改善硬化浆体的气孔结构,从而对MIBAFC的凝结时间、吸水率、力学性能、干燥收缩均有显著改善作用,对比四种激发剂的激发效果,NS综合改性效果最佳,CN效果不显著。

河南省生态环境厅关于印发生活垃圾焚烧飞灰、废包装容器类危险废物经营单位审查和许可指南的通知(豫环文[2024]111号)

各省辖市、济源示范区生态环境局,郑州航空港经济综合实验区综合行政执法局(城市管理局):为进一步落实省委、省政府“放管服效”“证照分离”改革的部署和要求,加大对企业纤困帮扶力度,指导危险废物资源化利用企业依法依规投资建设项目,规范生活垃圾焚烧飞灰、废包装容器类危险废物经营许可证审批和证后监管工作,提高生活垃圾焚烧飞灰、废包装容器类危险废物污染防治水平。

城市生活垃圾焚烧飞灰的水化产热研究

为探究城市生活垃圾焚烧飞灰的水化产热规律,研究了其化学成分、矿物相组成,采用室内水化热测定试验测得其水化温度变化情况。根据水化温度曲线计算产热量分析了初始含水率对飞灰水化产热的影响程度,最后依据水化产热速率曲线对飞灰水化阶段进行了划分。结果表明:城市生活垃圾焚烧飞灰的主要化学成分为CaO、Cl、K_(2)O等,矿物相组成主要是含钙矿物Ca(OH)_(2)、CaSO_(4)、Ca_(3)SiO_(5)和含氯矿物NaCl、KCl以及金属氧化物MgO等。初始含水率为15%、20%、25%、30%的试样,24 h累积单位产热量分别为48.73、60.04、60.89、61.20 J/g。飞灰水化产热可划分为初始产热阶段、加速产热阶段、产热衰减阶段、产热稳定阶段4个阶段。

掺烧有机工业垃圾后生活垃圾焚烧飞灰底渣特性及重金属固化特性

目前国内很多生活垃圾焚烧厂利用现有设备焚烧处置一般有机工业固废[1],本文研究了不同工业垃圾掺烧比例对飞灰和底渣中重金属(硒、镍、砷、铬、镉、锰、铜、铅、锌)迁移的影响以及有机螯合剂对高掺烧比飞灰中重金属的固化效果。在高掺烧比的情况下,飞灰中铬和硒的总量提升。在底渣中砷、铜的总量随着掺烧比的增加而增加。有机螯合剂可以有效螯合除硒以外的大部分重金属。硒的浸出浓度在螯合剂比例超过一定界限后增加。

生物淋滤法脱除城市生活垃圾焚烧飞灰中的重金属:底物浓度的影响

通过接种嗜酸性硫杆菌复合菌株(氧化亚铁硫杆菌与氧化硫硫杆菌)并采用序批式试验,研究了底物浓度(硫粉投加比例)对城市生活垃圾焚烧飞灰中重金属生物淋滤脱除效果的影响.结果表明,5g/L的硫粉投加比例对重金属的去除与底物利用最为有利.在此条件下淋滤处理飞灰15d,Cd、Zn、Cu、Pb的去除率分别可达到89.7%、81.8%、72.6%、29.3%,硫粉的利用率达到65.2%.TLCP毒性试验表明,飞灰的重金属毒性被有效脱除.飞灰中重金属的去除或溶出主要依赖于硫杆菌生物氧化S0所导致的浆液酸化.

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。

城市生活垃圾焚烧炉底灰中金属的分离

我国水泥行业协同处置城市生活垃圾(包括直接处置原生垃圾、垃圾焚烧底灰和垃圾焚烧飞灰)及垃圾焚烧不断发展,城市生活垃圾焚烧炉底灰的应用也越来越广泛,有的作为路基材料,有的作为商品混凝土的骨料,有的作为水泥生产的原料等。本文详细介绍了城市生活垃圾焚烧炉底灰中金属的分离原理、流程及设备的选择等,以期对底灰的加工、应用提供参考。

沥青路用城市生活垃圾焚烧飞灰的物化性能

为了探索城市生活垃圾焚烧飞灰的沥青路用资源化可行性,借鉴沥青路用填料的试验方法测试了飞灰的基本物理性能,采用比表面积和孔径分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、综合热分析仪(STA)等表征方法,分析了飞灰的BET比表面积、孔径与孔容、表观形貌、化学成分、热性能.研究结果表明:与矿粉相比,飞灰密度小、亲水系数大、含水率大、碱性强、烧失量大、体积安定性不良、可溶盐含量高、粒径分布与矿粉类似;BET比表面积大、孔径大、孔容大;表面疏松多孔、物相复杂、活性高;热性能活跃,而在沥青混合料的施工温度范围内,飞灰热稳定性好、热失重小.鉴于飞灰的物化性能,提出飞灰可溶盐对沥青路面水稳定性与强度产生影响,飞灰表面微孔、高的表面能、强碱性、高的含水率等性质对沥青路面高温稳定性与低温抗裂性产生影响,并给出相应的理论改善措施.

城市生活垃圾焚烧飞灰/沥青胶浆的性能研究

为了探索城市生活垃圾焚烧飞灰(简称飞灰)在沥青路面中脱"危"利用的可行性,对飞灰/沥青胶浆的性能进行了系列研究。结果表明,沥青中加入飞灰后,延度与针入度降低,软化点提高,与酸性集料的黏附性提高;与矿粉/沥青胶浆相比,飞灰/沥青胶浆的15℃延度低2.77~3.32倍、25℃延度低6.33~13.0倍、针入度小37.4%~55.2%、软化点高9.6%~22.6%。飞灰/沥青胶浆的抗车辙能力改善显著,飞灰对沥青抗车辙能力的改善效果平均约为矿粉对沥青抗车辙能力的改善效果的16.96倍,且掺量越高温度越高,改善效果越显著。飞灰/沥青胶浆的低温性能有所降低,飞灰/沥青胶浆的s,m平均值约为沥青胶浆的1.75倍、0.77倍,平均值约为矿粉/沥青胶浆的1.60倍、0.85倍,说明飞灰对沥青胶浆低温性能的降低程度高于矿粉对沥青胶浆低温性能的降低程度,且飞灰的掺量受到低温性能的限制,但在一定掺量范围内,飞灰/沥青胶浆的低温性能满足Superpave的技术标准。飞灰/沥青胶浆中重金属浸出的种类与含量均少于原样飞灰中重金属浸出的种类与含量,这是因为飞灰中的重金属被屏蔽在沥青的选择性吸附层、物理吸附层及化学吸附层下,达到了采用沥青包覆飞灰、稳固重金属的目的。飞灰的沥青路用清洁化、资源化具有可行性。