重金属污泥磨细粉对硅酸盐水泥基材料性能的影响

为了更好地实现对重金属污泥的资源化利用,研究了高温无害化处理重金属污泥与建筑渣土混合渣料磨细粉对硅酸盐水泥基材料工作性、力学性能、早期收缩变形、抗氯离子渗透性能及重金属浸出的影响及机理。研究结果表明,随着磨细粉掺量的增加,硅酸盐水泥基材料的工作性没有降低,但其力学性能均有一定程度下降,这说明磨细粉与硅酸盐水泥的需水比相差不大,但其掺量越大水泥基材料中水泥的量越低,其强度均会有一定程度下降。磨细粉不会引起硅酸盐水泥基材料的体积安定性问题,可以提高早期抗裂性,但会降低其抗氯离子渗透性能。含磨细粉试件中重金属的浸出浓度、水胶比的下降与龄期的上升呈负相关,且在28 d龄期下含40%(质量分数)磨细粉的硅酸盐水泥基材料中重金属Cu、Ni、Zn和Cr的浸出量均低于GB 30760—2014《水泥窑协同处置固体废弃物技术规范》规定的浸出浓度限值。

盐酸羟胺强化柠檬酸淋洗修复重金属污染土壤

采用盐酸羟胺提高土壤重金属活性,考察其对柠檬酸洗脱土壤重金属的强化作用。在单因素试验基础上,采用响应面法进行多因素试验设计,拟合土壤重金属洗脱效果与柠檬酸投加量、盐酸羟胺投加量和液固比的关系,优化反应条件,并采用重金属洗脱率和环境风险削减率对修复结果进行评价。结果表明,与5 g·L^-1柠檬酸单独淋洗相比,加入10 g·L^-1盐酸羟胺进行混合淋洗显著提高土壤重金属洗脱率,其中Pb洗脱率提高36.2个百分点。当柠檬酸和盐酸羟胺投加量均为8 g·L^-1,液固质量比为12∶1,振荡时间为2 h时,Cu、Zn、Pb和Cd洗脱率分别为55.8%、58.3%、47.1%和47.9%,环境风险削减率分别为87.8%、85.9%、38.2%和90.7%,4种重金属弱酸提取态组分去除率在37.6%~86.2%之间,可还原态组分去除率在49.4%~80.4%之间,残渣态含量明显升高。

生活垃圾渗滤液膜浓缩液固化初探

富集盐分和难降解有机物的生活垃圾渗滤液膜浓缩液处理困难。文章以粒化高炉矿渣为主要成分,辅以碱性激发剂和增稠组分配制专用固化剂,对多地垃圾渗滤液膜浓缩液进行了固化试验,固化剂掺量占浓缩液质量50%的前提下,固化后浆体不泌水,固化试样28 d强度可达2 MPa以上,且试样重金属浸出浓度等指标符合生活垃圾填埋场填埋要求。

利用电解锰渣制备活性粉末混凝土的研究

研究了电解锰渣取代石英粉或矿渣微粉对活性粉末混凝土(RPC)强度、收缩率和重金属浸出毒性的影响。结果表明:电解锰渣部分取代石英粉或矿渣微粉,RPC的抗压强度总体上有所提高,而抗折强度稍有下降;干缩率与湿胀率均降低;重金属浸出浓度均低于Ⅴ类地表水限值。

飞灰基地聚合物固化体耐硫酸盐侵蚀性能研究

为探讨飞灰基地聚合物固化体的耐硫酸盐侵蚀性能,以质量、抗压强度和重金属浸出质量浓度的变化为依据,分析了硫酸盐溶液对飞灰基地聚合物固化体的侵蚀影响.结果表明:飞灰基地聚合物固化体具有良好的耐硫酸盐侵蚀性能:质量损失率在0.61%^-1.87%;浸泡28d后,抗压强度为41.17MPa,抗蚀系数均大于0.95,7d后均大于1;重金属Cr,Cu,Zn,Cd,Hg,Pb的浸出质量浓度仅为122.00,15.16,13.28,0.04,0.32,4.51μg/L,下降率分别达到了65.49%,66.70%,48.15%,77.78%,65.59%,53.51%.通过电镜扫描(SEM)观察飞灰基地聚合物固化体的微观结构,解释了其具有良好力学性能和能有效固化重金属的原因.

利用电解锰渣消解水泥中水溶性Cr(Ⅵ)的研究

针对软锰矿还原煅烧工艺产生的电解锰渣,为探明其对水泥水溶性Cr(Ⅵ)的消解作用,以不同比例的锰渣取代粉煤灰配制水泥,在通风条件和20~120℃温度范围贮存1 h至28 d,测定各水泥的水溶性Cr(Ⅵ)含量,另外,还测定了常温下各水泥的物理性能和重金属浸出毒性。结果表明:随着电解锰渣掺量增加,水泥中水溶性Cr(Ⅵ)含量明显下降;贮存温度升高和时间延长,Cr(Ⅵ)含量有一定的反弹,但降铬效果依然十分明显;电解锰渣对水泥物理性能影响不大;水泥重金属浸出浓度均低于GB 3838—2002中Ⅴ类地表水限值。以电解锰渣作水泥降铬材料有可行性,值得进一步研究。

免烧结微生物垃圾焚烧飞灰砖的抗压强度研究

针对当前城市垃圾焚烧飞灰(MSWI)处置费用高昂、环境污染严重等问题,提出一种利用微生物矿化原理制备免烧结垃圾焚烧飞灰砖的方法。通过在飞灰砖固结体中加入微生物菌液,利用微生物诱导碳酸盐沉积原理,实现飞灰中重金属的固化和稳定化。本文以垃圾焚烧飞灰、Ca(OH)_(2)、砂子、微生物菌液为原材料,通过单因素试验,探究了制备微生物飞灰砖最优的飞灰掺量、菌液浓度、营养液中钙离子浓度。试验结果表明,当飞灰掺量为40%(质量分数),菌液OD_(600)值为0.60,营养液中钙离子浓度为0.30 mol/L时,飞灰砖力学性能最优。此时规格为100 mm×100 mm×50 mm免烧结微生物飞灰砖的干密度为1937.40 kg/m^(3),抗压强度达到33.90 MPa,并且重金属浸出浓度满足限值要求,实现垃圾焚烧飞灰的资源化利用。

用于稳定尾渣路基填料的飞灰地聚合物制备与性能研究

为大规模消纳生活垃圾焚烧灰渣,采用飞灰为原材料制备地聚合物,并论证地聚合物代替水泥用于稳定尾渣路基填料的可行性。首先,以基础材料(飞灰和偏高岭土)和碱激发剂(NaOH和Na_(2)SiO_(3))为原材料,改变A(SiO_(2)与Al_(2)O_(3)的质量比)、B(Na_(2)O与SiO_(2)的质量比)和C(水与基础材料的质量比)3个参数,采用正交试验设计了16种地聚合物配比,并基于抗压强度和重金属浸出浓度确定其最佳配比;其次,研究了陈化时间、搅拌时间和固化温度对地聚合物抗压强度的影响,并采用微观测试考察了飞灰地聚合物的化学组成、官能团以及表面微观结构;最后,测试飞灰地聚合物稳定尾渣的加州承载比(CBR)和有害重金属浸出浓度。研究结果表明:飞灰地聚合物的最佳配合比为A=7.0、B=0.82、C=0.66,最佳配合比下的飞灰地聚合物3 d和28 d抗压强度分别为14.54、15.78 MPa;制备地聚合物时,陈化时间宜为3 h、搅拌时间宜为1 min、固化温度宜为60℃;反应生成的C—S—H、N—A—S—H、钙矾石(AFt)以及CaCO_(3)等互相搭接形成三维网状结构,是地聚合物强度形成的主要原因;有害重金属通过物理吸附和化学键合的双重作用被固封在网状结构中;地聚合物稳定尾渣的CBR满足高等级公路技术要求,当聚合物掺量为6%和12%时,地聚合物稳定尾渣的有害重金属浸出浓度分别满足Ⅳ类和Ⅲ类地下水质量标准。