粉煤灰掺用量对水泥固化／稳定重金属污染底泥的影响

利用粉煤灰-水泥体系固化/稳定重金属污染底泥。固定胶凝材料和底泥的质量比为1.5∶1,在不同养护时间(7 d和28 d)下,研究粉煤灰掺用量对水泥固化/稳定污染底泥的影响。浸出毒性(固体废物浸出毒性浸出方法——醋酸缓冲溶液方法,HJ/T 300—2007)结果表明,固化体浸出液中主要重金属Cd、Pb和Zn的浓度均符合危险废物鉴别标准——浸出毒性鉴别(GB 5085.3—2007)的要求。在稳定浸出液pH=4的条件下,粉煤灰掺用量不超过50%时,浸出液中Cd、Pb和Zn浓度均低于GB 5085.3—2007规定的限值,适量掺加粉煤灰降低了重金属的浸出毒性。无侧限抗压强度结果表明,8%的粉煤灰掺加量能够一定程度地提高固化体抗压强度,继续增加粉煤灰用量导致固化体抗压强度持续下降。环境耐受力测试结果表明,干湿循环对固化体的破坏不大,而冻融循环对固化体的破坏较大,当粉煤灰掺用量超过33%时,养护28 d的固化体冻融循环质量损失高于30%。利用粉煤灰-水泥体系固化/稳定重金属污染底泥,合适的粉煤灰掺用量为33%。

水泥-粉煤灰-脱硫石膏固化铅污染土强度特性及预测方法

为了研究复合水泥材料固化铅污染土的强度特性,采用水泥、粉煤灰与脱硫石膏混合形成的固化剂(CFG)对铅污染土进行固化处理,基于正交试验的方法进行无侧限抗压强度测试,研究铅离子浓度与CFG掺量对土体强度特性的影响规律。结果表明:固化土的抗压强度随CFG掺量增加而增大,随铅离子浓度增加而降低;养护7 d前铅离子浓度和固化剂掺量对土体抗压强度的影响,前者大于后者,而7 d后后者大于前者;在3,7 d时2种因素对于土体的强度的影响均较小,在14 d时该影响大幅提升,到28 d时影响特别显著。结合试验成果,提出了基于养护龄期和CFG掺量的强度预测公式,研究成果可供从事铅污染土修复工作的科研人员参考。

镉污染土在水泥-粉煤灰-石灰共同作用下固化效果及孔隙特征

基于固化稳定法(S/S)在重金属污染场地处理方面的技术和研究,将硝酸镉(Cd^(2+))掺入土体模拟污染土,根据正交试验设计掺入不同含量水泥、粉煤灰、石灰组成的固化剂,压实成型后分别养护7、28、60、90 d,通过测定无侧限抗压强度、淋滤浸出重金属浓度和固化孔隙范围比例,探讨不同镉离子浓度、固化掺量配比和养护龄期对其影响。试验结果表明:随着固化剂掺量和养护龄期的增加,其无侧限抗压强度显著增强,重金属浸出率降低,趋于稳定;水泥对无侧限抗压强度影响显著性最大,水泥-粉煤灰-石灰掺量为8%-6%-6%时对抗压强度较为有利;28 d固化土其孔径主要分布于0.01~1μm,结构致密;10μm以上孔隙比例增加,导致强度降低,淋滤浸出浓度偏高,不利于固化水化产物填充。

DTCR协同水泥固化/稳定化重金属污染底泥的研究

采用二硫代氨基甲酸盐(DTCR)为添加剂协同水泥固化/稳定化重金属污染底泥,以抗压强度和颗粒固化体(粒径9.5mm)浸出毒性为指标确定水泥和DTCR的最优配比.通过酸雨条件(pH 3)下对颗粒固化体和整个固化体的浸出试验来评价固化/稳定化的效果.利用X射线衍射仪(XRD)和环境扫描电镜(ESEM)分析了固化/稳定化机理.结果表明,固化/稳定化的最优配比为水泥掺入量为50%(干底泥),DTCR掺入量为2%(干底泥).其固化体7d抗压强度为1.03MPa,颗粒固化体中重金属Cu,Zn,Pb,Cd的浸出浓度分别为0.105,4.65,0.232,0.123mg/L,能够达到安全填埋要求.酸雨条件下(pH 3)对颗粒固化体和整个固化体浸出研究表明,水泥、DTCR固化/稳定化底泥效果更好;XRD和ESEM分析表明,固化/稳定化的机理主要是水泥在水化反应时,能够形成水化产物Ca(OH)2、水化硅酸钙(C-S-H)和钙矾石(AFt),将重金属废物包容,并逐步硬化形成具有一定强度的水泥固化体.

粉煤灰协同水泥、CaO_(2)固化底泥及控制内源污染效果

以城市受污染河道的底泥为研究对象,首先掺入不同比例的单独固化剂(水泥)和复合固化剂(水泥+CaO_(2))对其进行固定,检测固化底泥的无侧限抗压强度、静置和降雨冲刷条件下底泥氮磷的释放特征。在此基础上分别挑选两组中固化效果较优的掺量(50%水泥以及50%水泥+10%CaO_(2)),进一步加入不同量的粉煤灰,探究在粉煤灰协同下水泥和CaO_(2)固化底泥的效果。结果表明,单独水泥固化和水泥+CaO_(2)固化均使底泥成块且具有较强的抗压能力,并且明显降低了底泥中溶解态无机磷(DIP)向上覆水的释放,在静置和降雨冲刷条件下均有较好的固化效果。此外,水泥和CaO_(2)改变了底泥中磷的形态,但水泥并未促进非磷灰石无机磷(NAIP)向磷灰石无机磷(AP)的转化,而加入CaO_(2)后促进了NAIP向AP的转化。加入粉煤灰后进一步提高了水泥和CaO_(2)的固化效果,其中固化剂最优配比为水泥∶CaO_(2)∶粉煤灰=5∶1∶2,与对照组相比,在实验后期(13~20 d)底泥固化后,上覆水中氨氮去除率为86.33%,DIP去除率为90.5%。水泥、CaO_(2)和粉煤灰的协同固化处理能够有效抑制底泥内源氮磷的释放,减少底泥对环境的二次污染。

水泥、粉煤灰及DTCR固化/稳定化重金属污染底泥

采用水泥、粉煤灰及有机硫稳定剂DTCR固化/稳定化处理重金属污染的底泥,考察固化体的抗压强度及重金属浸出毒性,确定了底泥固化/稳定化的最佳工艺条件。结果表明:仅用水泥固化/稳定化重金属污染底泥,固化体抗压强度随水泥用量的增加而上升,重金属浸出浓度则下降,当水泥∶干底泥质量比为0.6∶1.0时,固化体7 d抗压强度能达到0.99 MPa的标准值;进一步研究发现,水泥∶粉煤灰∶干底泥质量比为0.54∶0.06∶1.0时,重金属浸出浓度有所上升,但7 d及28 d抗压强度仍能分别达到1.2 MPa和2.8 MPa;加入DTCR后,当水泥∶粉煤灰∶DTCR∶干底泥质量比为0.54∶0.06∶0.012∶1.0时,固化体7 d及28 d抗压强度分别为1.1 MPa和2.1 MPa,醋酸缓冲溶液法浸出的Cd、Pb、Zn和Cu浓度分别为0.102、0.189、0.180和0.032 mg/L。

水泥、沸石和TMT固化污染底泥的实验研究

为了更好地探明水泥、天然斜发沸石和TMT固化污染底泥的性能,以抗压强度、浸出液p H值、污染物浸出毒性为指标,探究了三者之间最优配比和最佳工艺条件。结果表明:当底泥:水泥∶沸石∶TMT质量比为1∶0.42∶0.18∶0.04时达到最优配比,其7、14和28 d无侧限抗压强度达到了3.07、3.92和6.06 MPa,浸出液p H进一步降低,重金属和CODCr浸出量分别减少90%和50%以上。其7 d抗压强度满足相应行业标准,污染物浸出毒性符合城镇污水处理厂污染物三级排放标准,为底泥资源化实际应用提供了研究基础。

水泥固化/稳定化场地污染土的效果分析

针对目前原位固化/稳定化技术的长效性以及不同污染场地对固化/稳定化处理效果影响的不确定性,通过对比水泥-粉煤灰固化剂处理的污染土在不同固化剂配比下的强度、pH和重金属的浸出随时间的变化情况,研究对比了其在英国两个实际场地修复项目之间的处理效果。涉及的两个污染场地分别位于英国的密德萨斯地区和Castleford,Yorkshire地区,均不同程度地被重金属（Cu、Ni等）和有机物所污染。通过实测现场固化污染土不同时间点的无侧限抗压强度和两种标准（TCLP和BSEN 12457）下的浸出液污染物浓度,给出了两个项目中水泥-粉煤灰固化污染土的强度和pH随时间变化的曲线;计算得出了不同时间点Cu和Ni的固定效率。现场试验结果表明,两种重金属在所有水泥-粉煤灰固化污染土0.08~17 a间的时间点上的固定效率均超过99.4%;最后,通过比较两个项目中在不同时间点所测得的强度、浸出等数据,验证了水泥固化污染土在工程实例中长达17 a的有效性。