城市污水厂污泥深度脱水中试研究

佛山镇安污水处理厂污泥原采用离心机脱水方式,脱水后污泥含水率为80%左右,难以满足填埋要求。为解决该问题,开展了污泥深度脱水中试,将浓缩污泥经化学调理后,再用厢式压滤机压滤脱水。中试试验表明:采用有机絮凝剂—无机絮凝剂—生石灰联合调理方法,脱水效果最好,脱水泥饼含水率最低可达33%,无侧限抗压强度可达62.5kPa,抗剪切强度可达46.5 kN/m2。脱水污泥可满足混合填埋和垃圾填埋场覆盖土材料的要求。     

污泥原位固化-稳定化处理中试研究

为了探讨固化-稳定化技术的可行性以及后续环境安全问题,对污泥堆置场进行了原位固化处理试验。经过试验和监测分析表明:使用原位固化-稳定化处理工艺可以有效地进行原位处理,处理后经过一个星期污泥强度达到100 kPa以上,含水率小于50%,重金属的浸出量达到GB 8978—2002《污水综合排放标准》的要求。如将原位处理后的场地作为一个污泥单独填埋场封场或污染场地修复的角度进行评估,原位固化-稳定化处理能够满足相关技术指标的要求。     

污泥-焚烧底灰混合固化配方及强度增长机理

污泥与垃圾焚烧底灰混合固化是一种以废治废的处置方式.针对水泥固化污泥早期强度高、石膏固化污泥后期效果好的特点,分别采用水泥、石膏、水泥+石膏为固化剂,和不同掺量的垃圾焚烧底灰,开展脱水污泥固化试验研究.对固化污泥的无侧限抗压强度、含水量、增容比、浸出毒性及COD、p H值进行了测试,并用扫描电镜分析了固化污泥微观结构的变化.测试与分析结果表明:脱水污泥的较优固化材料配方为100%垃圾焚烧底灰、25%水泥和25%石膏,固化污泥的强度和含水量满足填埋要求,且增容比小,浸出毒性大幅降低.固化污泥的早期强度主要来源于垃圾焚烧底灰的骨架作用和吸水作用,后期强度增长主要依靠固化剂的胶凝作用和垃圾焚烧底灰的火山灰作用;其中钙矾石的生成是固化污泥强度增长的重要因素之一.     

干污泥高维填埋的堆体边坡稳定性模拟与分析

污泥高维填埋可以解决污泥产量剧增与填埋用地紧张的矛盾,但污泥混合高维填埋的边坡稳定性需进一步考证.本文以抗压强度和抗剪强度均较强的含水率60%左右的干污泥为研究对象,采用GEO-SLOPE软件对污泥高维填埋堆体稳定性进行模拟分析,发现填埋放坡坡度越缓,堆体稳定性越强,所允许的最大填埋高度相应越高,库容增加量越大;填埋高度越高,堆体稳定性越差;以上海老港填埋场为例,填埋单元的最佳放坡坡度为1：3.5,相应的最大允许填埋高度为28m,库容增加量为447.2万m³.     

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.     

真空预压处理非规范填埋污泥的中试

近年来大量污水厂污泥倾倒在填埋场,往往会形成污泥库,对填埋场的库容和稳定性有重要影响,已造成了新的环境岩土问题。针对这种问题,采用真空预压技术对污泥库中的污泥进行2组中试试验,探讨真空预压技术对污水厂污泥进行处理的可行性。研究结果表明:中试试验的真空度未发生较大的波动,排水板膜下真空度维持在80 k Pa以上;污泥的含水率显著下降,减量化达到30%以上;沉降量达到400 mm以上,沉降变形达到25%以上,沉降与真空预压时间呈对数关系;剪切强度提高了20倍以上;随着深度的增加,污泥固结度在减小,平均固结度达到55%以上。污泥的化学调理及增压式真空预压方法是污泥减量化处置的有效途径之一,而对于上部堆填垃圾稳定性的要求还需进一步研究。     

碱激发固化垃圾焚烧飞灰的重金属研究

利用飞灰的活性,在碱激发条件下可发生胶凝固化反应并辅以重金属混合稳定剂,可稳定固化其中的重金属,进而达到生活垃圾填埋场进场要求。实验考察了激发剂种类、用量、加热温度、重金属稳定剂种类及其用量、养护时间等因素对固化强度和浸出毒性的影响,确定了最佳条件为激发剂为等量的NaOH和Na2SiO3混合物,激发剂用量为3%~5%,加热温度为80℃,飞灰重量2%的等量Na2S+NaH2PO3重金属混合稳定剂,养护7 d后,飞灰试块的含水率30%以下,抗压强度0.9 MPa以上,浸出毒性均小于国标限值,完全满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)规定的飞灰无害化处理后生活垃圾填埋场进场要求。     

以膨润土为辅助添加剂固化/稳定化污泥的试验研究

针对传统以水泥固化污泥,带来的水泥用量大与固化体的浸出液pH过高等问题,提出了以膨润土为添加剂辅助水泥固化/稳定化污泥的思路.通过开展无侧限抗压强度试验、毒性浸出试验,测量掺入膨润土后污泥固化体的强度、重金属浸出率、浸出液COD及pH值,研究该固化/稳定化方法的效果.结果表明,膨润土的掺入极大地提高了固化体的抗压强度,将掺入量为0.4(相对污泥的质量比)的水泥一半用膨润土替代时,固化体的强度提高了6左右.体积安定性也能够满足要求.随膨润土掺入量增加,固化体中锌、铅的浸出率与浸出液的pH值呈现不断减小的趋势,锌与铅的浸出率分别由6.9%下降至0.25%,9.6%下降至5%,pH值由12.3下降至12.1.在强碱条件下及烘干或风干条件下,铜会随着有机物的分解而析出,从而增加铜的浸出率,而膨润土的加入能弥补水泥造成的强碱环境及风干或烘干过程对固化污泥中铜的稳定产生的不利影响.     

高浓度含砷污泥的药剂稳定化和水泥固化研究

以某铜冶炼厂高浓度含砷污泥为研究对象,分别开展了药剂稳定化和水泥固化小试研究,并对比分析了不同剂量的两种稳定化药剂和矿渣硅酸盐水泥（PSA）单独投加后污泥中砷的浸出毒性。研究发现：该铜冶炼厂污泥中砷含量极高,达到危废级别。对含砷污染土壤具有较好稳定化效果的两种药剂对高浓度含砷污泥的处理效果并不理想,在高剂量投加（15％）条件下仍不能使污泥中砷的浸出浓度低于5mg／L的危废鉴别标准值。相比而言,传统的水泥固化处置方式能有效降低污泥中砷的浸出浓度,使其低于5mg／L,但该处置方式污泥增容显著,会增加后续相关处理费用和难度。本研究对开展含重金属污泥和污染土壤的固化／稳定化修复提供了有重要价值的参考和借鉴。     

填埋场好氧强化稳定化过程及其碳排放特征研究

好氧修复通过将填埋场从厌氧状态转化为好氧状态,加速填埋场垃圾的降解,以实现填埋场在短期内达到稳定状态,并减少后续温室气体排放.本研究以实际运行13年的某中型填埋场为对象,探究了好氧加速稳定化过程中堆体内垃圾性质特征及填埋气变化规律.结果表明：在每次3 h为间隔,每天曝气12 h的运行状态下,经过12个月的好氧治理,总曝气量约为5319万Nm3,填埋场平均沉降为36 cm,约占堆体平均高度的2.6%,沉降性能随修复的进行逐渐减弱;氧气的进入促进了垃圾有机碳的降解,有机碳含量从修复前的10.1%～16.3%下降至4.3%～8.8%,平均下降了47.6%,降解率随初始有机碳含量的增大而升高;填埋气中O2浓度主要分布于7.8%～14.1%,CO2浓度为7.5%～12.3%,好氧反应比较活跃,但存在曝气量不足区域;堆体内甲烷浓度基本处于2%左右,满足《生活垃圾填埋场稳定化场地利用技术要求》中场地中度利用的相关要求;修复过程中单位垃圾的总碳排放量约为13.8 g·kg-1干垃圾,其中,二氧化碳贡献占78.2%;碳排放量与初始有机碳含量呈显著正相关（r=0.902,p<0.01）,表明好氧修复...     

Effects of calcined aluminum salts on the advanced dewatering and solidification/stabilization of sewage sludge

The high moisture content (80%) in the sewage dewatered sludge is the main obstacle to disposal and recycling. A chemical dewatering and stabilization/solidification (S/S) alternative for the sludge was developed, using calcined aluminum salts (AS) as solidifier, and CaCl2, Na2SO4 and CaSO4 as accelerators, to enhance the mechanical compressibility making the landfill operation possible. The properties of the resultant matrixes were determined in terms of moisture contents, unconfined compressive strength, products of hydration, and toxicity characteristics. The results showed that AS exhibited a moderate pozzolanic activity, and the mortar AS0 obtained with 5% AS and 10% CaSO4 of AS by weight presented a moisture contents below 50%–60% and a compressive strength of (51.32 ± 2.9) kPa after 5–7 days of curing time, meeting the minimum requirement for sanitary landfill. The use of CaSO4 obviously improved the S/S performance, causing higher strength level. X-ray diffraction, scanning electron microscopy and thermogravimetrydifferential scanning calorimetry investigations revealed that a large amount of hydrates (viz., gismondine and CaCO3) were present in solidified sludge, leading to the depletion of evaporable water and the enhancement of the strength. In addition, the toxicity characteristic leaching procedure (TCLP) and horizontal vibration (HJ 557-2009) leaching test were conducted to evaluate their environmental compatibility. It was found that the solidified products conformed to the toxicity characteristic criteria in China and could be safely disposed of in a sanitary landfill.     

市政污泥焚烧飞灰的工程性质

通过室内土工试验等方法分析了与市政污泥焚烧飞灰收集、运输和填埋处置相关的工程性质.结果表明,污泥焚烧飞灰含水率大多低于1.5％,比重为2.15～2.72,渗透性较强;飞灰粒径均值小于100μm,除旋风除尘器灰介于细粒土和粗粒土之间外,飞灰均属于细粒土,粒径分布较为均匀,但大多飞灰级配不良;飞灰的自然休止角为38.8～5...     

Effect of chemical and thermal activations on the properties of rice husk ash-based solidified wastes

Strength development,leachability and microstructure of heavy metals from the solidified waste using synthesis rice husk ash (sRHA) and lime blended at the weight ratio of 1:1 were used as binders.The heavy metal-containing sludge was used at the level of 0 wt.%,30 wt.%,and 50 wt.% dry weight,respectively.The sample specimens with and without 1.5 wt.% of sodium silicate (SiO 2 /Na 2 O=1.0) were cured under the ambient condition and elevated temperature curing at 50°C for 24 hr.Experimental results showed that the introduction of sodium silicate solution and elevated temperature curing to sRHA-based solidified waste containing 30 wt.% of heavy metal sludge gave one day strength of 20 kg/cm 2 compared to 0.9 kg/cm2 for the control sample.XRD patterns indicated that most metal-sulfides present in the sludge were appeared in the solidified waste and SEM coupled with EDX techniques reveal these metal-sulfide particles were trapped within the lime-sRHA matrices.In addition,cumulative leaching behavior by tank test (EA NEN 7375:2004) showed that solidified waste containing up to 30 wt.% of heavy metal sludge was suitable to dispose in a secured landfill.     

矿山酸性废水中和渣制备建筑砌块

为了实现矿山酸性废水中和渣资源化,采用硅酸盐水泥(32.5R和42.5R)、铝酸盐水泥3种胶凝材料固化中和渣制备建筑砌块。在抗压强度和浸出毒性测定的基础上,通过X-射线衍射分析、热重分析等实验手段,探究了水泥矿物水化及其与中和渣中主要物质作用机理。研究结果表明,当m(水泥)∶m(干污泥)∶m(水)=1∶0.5∶0.75时,3种胶凝材料制备免烧砖的抗压强度均达到25 MPa以上,明显高于普通黏土烧结砖。     

填埋垃圾和渗滤液中CH4氧化菌的丰度研究

应用实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-Time Quantitative Polymerase Chain Reaction,简称实时荧光定量PCR)技术对填埋场垃圾和渗滤液中CH₄氧化菌的pmoA基因进行定量分析. 结果表明:实时荧光定量PCR技术可用于渗滤液和垃圾中CH₄氧化菌的定量分析. 对于厌氧和准好氧填埋,初期渗滤液中CH₄氧化菌的数量均高于稳定期;准好氧填埋体渗滤液中CH₄氧化菌的数量均高于厌氧填埋体. 准好氧填埋垃圾中CH₄氧化菌的数量随着填埋龄的增加呈先增加后降低的趋势,并在填埋后的9个月左右达到最大值,与准好氧填埋体CH₄产生的规律相似. 同时,准好氧填埋垃圾中CH₄氧化菌的数量随着距导气管距离的增加而降低,但不同填埋时期的变幅不同,与准好氧填埋体O₂和CH₄的迁移规律有关. 此外,对渗滤液和垃圾样品的研究表明,准好氧填埋体垃圾填埋层内部存在大量的CH₄氧化菌,具有显著的CH₄氧化能力.      

固化填埋污泥对Cu2+、Zn2+吸附特征的比较研究

比较研究了固化填埋污泥对Cu2+、Zn2+吸附特征差异.结果表明,固化填埋污泥对Cu2+、Zn2+的吸附量及吸附率均在pH 3时达最大值;当固化填埋污泥质量浓度为6.0g/L时,其对初始浓度为150mg/L 的Cu2+、Zn2+吸附率均可达90%以上.固化填埋污泥对Cu2+、Zn2+的吸附等温式与Henry、Freundlich及Langmiur方程均具有较好的拟合性,且固化填埋污泥分别对Cu2+和Zn2 +具有较高的吸附强度和吸附容量.解吸特性研究表明,盐酸仅在pH1时对固化填埋污泥中Cu2+、Zn2+的解吸率达90%以上;随EDTA浓度增加,其对固化填埋污泥中吸附态Cu2+的解吸率显著上升,0.5mmol/L EDTA即可解吸100%的吸附态Cu2+,但对固化填埋污泥中吸附态Zn2+的解吸率仅为10%左右.     

赤泥-电石渣-磷石膏固化铜污染土性能

为了研究在浸泡条件下赤泥-电石渣-磷石膏3种固废物混合料对铜污染土的固化效果,本文对其混合料固化土的无侧限抗压强度、应力-应变、重金属形态、浸出毒性及微观结构进行了检测.结果表明,固化土强度随养护龄期的增加而增大,且掺加固废物对其强度有明显改善作用.混合料固化土中铜的存在形式以铁锰氧化态为主,其浸出毒性随龄期增加而降低,且其浓度值均低于水泥固化土.此外,混合料固化土中水化产物以水化硅酸钙/水化硅铝酸钙和钙矾石为代表.水化产物对固化土内部结构起填充作用,可改善固化土强度.同时,水化硅酸钙/水化硅铝酸钙对铜离子有吸附作用,钙矾石可与铜离子发生阳离子置换作用.因此,固废物的添加可对铜离子产生固化作用.