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。     

垃圾焚烧底灰固化污水厂污泥的岩土工程性质实验

对污水处理厂污泥采用垃圾焚烧底灰进行固化处理,分别测试不同掺量和不同养护龄期时固化体的岩土工程性质,通过测试发现,固化体重度基本位于11～13 kN/m3之间,与垃圾焚烧底灰的重度相近;固化体含水率随着垃圾焚烧底灰掺量的增大而急剧减小;抗剪强度指标和无侧限抗压强度随垃圾焚烧底灰的掺量增加和养护龄期的增长而增大,其内摩擦角位于10°～30°之间。建立的固化强度预测模型,可对不同掺量和龄期的固化污泥强度进行预测。     

基于响应面法的污泥快速固化效能综合影响简

针对现有污泥固化技术存在的固化养护时间长、低温条件下固化效能低等问题。研究提出污泥快速（3 d）固化技术,采用响应曲面分析方法,重点考察了石灰、组分A、硅酸盐水泥、粉煤灰和温度等5因素对固化效能的综合影响,研究结果表明,石灰、组分A、硅酸盐水泥、粉煤灰和养护温度等因素对3 d固化体的无侧限抗压强度和含水率的线性效应显著,石灰和组分A、石灰和养护温度对无侧限抗压强度的交互影响显著,石灰和粉煤灰、组分A和养护温度、硅酸盐水泥和粉煤灰对含水率的交互影响显著;得出了5因素对固化体3 d无侧限抗压强度和含水率影响的定量模型,可对污泥快速固化进行优化和预测;并利用XRD和SED对污泥固化块的化学成分和微观结构进行了分析。     

基于响应面法的污泥快速固化效能综合影响

针对现有污泥固化技术存在的固化养护时间长、低温条件下固化效能低等问题。研究提出污泥快速（3d）固化技术,采用响应曲面分析方法,重点考察了石灰、组分A、硅酸盐水泥、粉煤灰和温度等5因素对固化效能的综合影响,研究结果表明,石灰、组分A、硅酸盐水泥、粉煤灰和养护温度等因素对3d固化体的无侧限抗压强度和含水率的线性效应显著,石灰和组分A、石灰和养护温度对无侧限抗压强度的交互影响显著,石灰和粉煤灰、组分A和养护温度、硅酸盐水泥和粉煤灰对含水率的交互影响显著;得出了5因素对固化体3d无侧限抗压强度和含水率影响的定量模型,可对污泥快速固化进行优化和预测;并利用XRD和SED对污泥固化块的化学成分和微观结构进行了分析。     

改性污泥替代垃圾填埋场覆土的研究

以市政污泥为研究对象,采用固化剂对污泥进行改性,通过分析不同固化剂添加比例下固化产物的抗压强度和渗透系数,比较不同养护时间下污泥固化产物浸出液的COD、氨氮和重金属性质,探讨市政污泥固化产物作为垃圾填埋场覆土可行性。实验结果表明：固化剂添加比例为30％的固化产物抗压强度高于50kPa,其渗透系数达到10^-7cm／s数量级,基本满足覆土材料的标准要求。污泥固化产物重金属的最大浸出量远远低于《污水综合排放标准》（GB8978-88）中一级排放标准。随养护时间延长,固化产物浸出液COD和氨氮浸出浓度亦呈下降趋势,重金属Pb、Cd浸出量明显减少,浸出比例小于1％。养护有利于降低固化产物的浸出污染程度,30％的污泥固化产物养护3d后可作为垃圾填埋场日覆盖材料。     

固化/稳定化处理污泥填埋气液转化模式

固化/稳定化污泥进行填埋产生填埋气,产气规律是指导填埋气收集处理系统设计的重要依据。通过构建大型填埋柱模拟填埋实验,研究不同固化材料添加量污泥气液转化规律。实验结果表明,原泥和固化污泥产气规律分为2种类型:前期产气速率呈线性增加,达到最大速率后产气速率呈指数降低。低添加量的固化污泥,产气分3个阶段,分别为产气抑制期、增长期和衰减期。高添加量固化污泥,产气只有一个阶段,产气速率随着时间推移逐渐减小,产气量很小。固化污泥降解过程就是有机质含量降低,气体产量、含水率增加相互转化过程,达到固化材料添加量25%时,水分和气体产生量均很小,降解受到很强抑制,产气150 d左右稳定,产气量很小,无需单独设置气体收集系统。     

典型危险废物的工程力学特性

掌握填埋废物的工程力学特性是确保危险废物填埋堆体稳定性的重要前提条件,因此,针对6种典型危险废物的工程力学特性开展了调查研究.研究结果表明,污泥类危险废物的含水率和有机质含量远高于非污泥类危险废物,而前者的比重则显著低于后者.污泥类危险废物的渗透系数相对较小,比污染土壤和飞灰炉渣混合物的渗透系数小1个数量级,比滤池填料的渗透系数小2个数量级.不同危险废物的无侧限抗压强度排序为:飞灰炉渣混合物(314.3 kPa)和滤池填料(278.9 kPa)＞污染土壤(124.9 kPa)＞杭州氧气厂污泥(68.6 kPa)、锌铬污泥(71.4 kPa)、油泥(58.4 kPa).不同危险废物的粘聚力排序为:飞灰炉渣混合物(40.8 kPa)、滤池填料(31.1 kPa)＞污染土壤(20.9 kPa)＞杭州氧气厂污泥(1.94kPa)、锌铬污泥(3.10 kPa)、油泥(1.81 kPa).此外,不同危险废物的内摩擦角差异相对较小,其变化范围在18.8°～35.0°之间.综合分析可知,飞灰炉渣混合物和滤池填料的工程力学特性较好,而污泥类危险废物的工程力学特性则较差.     

工业废渣和膨润土协同固化污泥的性能与微观特征

为探究工业废渣和膨润土协同处置市政污泥的应用效果,利用工业废渣(高炉矿渣和脱硫石膏)等量取代部分水泥,设计制备了低水泥掺量的工业废渣基复合固化剂(简称复合固化剂),开展了复合固化剂和膨润土协同固化污泥的无侧限抗压强度、浸出液重金属浓度及COD测试,评价了复合固化剂和膨润土对固化污泥力学特性和环境安全性能的影响。通过XRD、TG/DTG、BET、SEM等微观测试手段,明确了复合固化剂协同膨润土固化稳定污泥的微观结构特征。结果表明：采用高炉矿渣和脱硫石膏等量取代部分水泥可大幅度提升固化污泥的强度,复合固化剂的最优质量配合比为高炉矿渣∶脱硫石膏∶水泥=6∶1∶3;在复合固化剂固化污泥基础上,掺加膨润土可明显提升固化污泥的强度以及环境安全性,膨润土的最优掺量为10%;采用10%膨润土等量取代部分复合固化剂,固化污泥强度可提升17%～23%,浸出液中重金属离子浓度和COD值可降低40%～60%;相比水泥固化污泥体系,复合固化剂和膨润土协同固化污泥可生成更多的C-S-H凝胶、钙矾石晶体等水化产物,且膨润土具有较好的细化孔隙效应,二者协同作用共同提升了固化污泥的密实度和强度,而胶凝物质的物理包裹以及...     

影响滩涂淤泥早期固化强度的多因子正交分析

选取南通某滩涂疏浚淤泥,实验研究初始含水率、含盐量、初始pH和有机质含量等4个关键物化因子对滩涂淤泥的水泥固化早期无侧限抗压强度(UCS)的影响,并对影响机理进行了分析。结果表明,淤泥初始含水率越高,固化土的UCS相应越低;Cl-和SO_4~(2-)含量对早期UCS的影响存在临界值,分别为13.55 g·kg~(-1)和8.71 g·kg~(-1),在对应临界值内,3d和7 d UCS均随着离子含量的增加而升高,具有早强效果,超过临界值后,UCS均随着离子含量的增加而降低;淤泥初始pH的升高有利于早期固化强度的增长;有机质含量对早期UCS的影响并不显著。五因素四水平正交实验分析表明,各因素对早期强度的影响大小为:初始含水率Cl-含量初始pHSO_4~(2-)含量有机质含量,初始含水率的影响最为显著。该研究结果对淤泥的进一步快速固化研究具有重要的意义。     

造纸污泥固化/稳定化处理技术研究

为了能更好地无害化处理造纸污泥,对造纸污泥的固化/稳定化处理技术进行了研究。以水泥、粉煤灰和煤渣作为固化剂对造纸污泥进行固化/稳定化处理。通过抗压强度评价污泥固化块的力学性质;并对固化块浸出液的COD浓度与重金属质量浓度进行了检测。当水泥、粉煤灰和煤渣的掺量分别为0.12、0.02和0.10 kg/kg,养护时间为6 d时,固化块抗压强度达到360 kPa。结果表明,水泥和煤渣对提高造纸污泥固化块的抗压强度具有促进作用,而它们与粉煤灰对造纸污泥中的有机质和重金属均具有一定的固化作用。在以上条件下,固化块浸出液中COD浓度约为115.7 mg/L,重金属浓度符合国家标准。经养护后的固化块含水率均保持在35%~40%,符合填埋场的进场标准。     

生活垃圾焚烧飞灰高压压制技术开发及示范工程

以某生活垃圾焚烧电厂飞灰减容工程为例,对高压压制技术处置生活垃圾飞灰进行了研究,分析了螯合灰密度和压块无侧限抗压强度分别与作用压强的关系。通过调节原料含水率、原料温度、成型尺寸、压制压强,优化了飞灰高压压制主要工艺参数。经工程应用验证,该技术能够大幅提高飞灰密度,减容率达50%以上,成型率达到90%以上;飞灰压制成品能满足生活垃圾填埋场的浸出毒性标准。飞灰高压压制技术可有效提高填埋场的飞灰填埋库容效率,大幅延长现有填埋场的运营寿命。     

准好氧填埋工艺陈腐垃圾的理化特性变化规律

针对准好氧填埋工艺,研究了实际填埋场1~5年陈腐垃圾的含水率、有机质和腐殖质等理化特性动态变化规律。结果表明,垃圾含水率、电导率、有机质均随着填埋时间的增加呈现明显的降低趋势,且导气管附近垃圾样品(0 m)垃圾含水率、有机质降低速度相对较快,在填埋3年后含水率达到相对稳定的状态,有机质含量的降低主要发生在填埋处置的第2年;垃圾pH值、腐殖质提取率和富里酸含量呈现明显升高的趋势,且距离导气管较远垃圾样品(15 m)pH值升高速度相对较快,在填埋1年左右存在明显的酸化阶段;胡敏酸含量和HA/FA比则呈现出前期升高后期降低的趋势,其中导气管附近垃圾样品(0 m)的变化明显快于距离导气管较远(15 m)的垃圾。     

典型建筑固体废弃物再生骨料对环保砖性能的影响

随着我国城市化和工业化进程的快速推进,城市建设产生大量的建筑废弃物,燃煤电厂产生大量炉底渣,建筑固废的处置在城市可持续发展过程中备受关注。以建筑垃圾再生骨料、炉底渣和石粉等区域特色的骨料制备环保砖,系统考察了骨料对环保砖力学性能的影响。实验结果表明,再生骨料的种类对环保砖抗压强度的影响显著。再生骨料中混凝土的增加,环保砖抗压强度逐渐增加;而再生骨料中粘土砖含量的增加,环保砖抗压强度明显降低。环保砖抗压强度随炉底渣的含量增加而降低,石粉对环保砖抗压强度有提升作用。     

消化污泥作为垃圾填埋场覆盖材料的研究

为解决城市污染,实现污泥"减量化、无害化、稳定化、资源化"的目标,有必要寻求更多技术上可行、低成本的污泥综合利用新技术.测定了消化污泥本底的含水率、有机质含量以及经过预处理后不同含水率的消化污泥模拟降雨实验的渗透系数,浸出液的COD、氨氮、pH等.选择渗透系数低、污染负荷小的含水率为50%和60%的消化污泥,分别与石灰、炉渣以不同比例混合改性后,再测定模拟降雨实验浸出液的各个指标.实验结果表明,含水率为60%的消化污泥与炉渣以2∶1(质量比)混合时,渗透系数达到10-6数量级,已接近垃圾填埋场对防渗层的要求.因此,消化污泥改性后可作为垃圾填埋场覆盖材料.     

交联阳离子淀粉螯合剂对铬渣的处理研究

合成了作为重金属螯合剂的交联阳离子淀粉 ,并将它用于铬渣的固化实验 ,对固化体的浸出毒性、表面浸出率、抗压强度等指标进行了测试。结果表明 ,添加高分子螯合剂后的固化体的浸出毒性降低 6 6 4 % ,远远小于国家标准的1 5mg/L ;2 8d后的表面浸出率仅为 1 0 -6数量级 ;抗压强度有所下降 ,但 2 8d养护后的抗压强度大于 30MPa ,符合填埋或建筑综合利用的强度要求     

交联阳离子淀粉螯合剂对铬渣的处理研究

合成了作为重金属鳌合剂的交联阳离子淀粉，并将它用于铬渣的固化实验，对固化体的浸出毒性、表面浸出率、抗压强度等指标进行了测试。结果表明，添加高分子鳌合剂后的固化体的浸出毒性降低66．4％，远远小于国家标准的1．5mg／L；28d后的表面浸出率仅为10^-6数量级；抗压强度有所下降，但28d养护后的抗压强度大于30MPa，符合填埋或建筑综合利用的强度要求。     

赤泥掺加硅灰用于道路基层材料的试验研究

选用洛阳某铝业尾矿库赤泥为试验材料,添加不同量的水泥、粉煤灰和硅灰,采用单因素正交试验,分析赤泥固化体的无侧限抗压强度、微观形貌及其浸出液的pH、含氟量,得出赤泥道路基层材料的最佳配合比:水泥掺量10%(质量分数,下同),粉煤灰掺量10%,硅灰掺量15%。该配合比在工程上不仅能满足道路基层技术要求,通过掺加硅灰还减小了水泥掺量,使赤泥固化体浸出液的碱性和含氟量降低。     

稳定剂协同水泥固化/稳定化重金属污染土壤的工程特性

采用稳定剂(SR)协同水泥(PC)固化/稳定化重金属污染土壤,以Pb、Zn浸出毒性和药剂吨处理成本为综合指标确定PC和SR的最优配比,并对固化土体进行无侧限抗压强度、不固结不排水三轴压缩实验和柔性壁渗透实验,探讨固化土体强度以及渗透特性。结果表明,最优配比为SR掺量2.5%,PC掺量8%;最优配比下固化土体中重金属铅锌的浸出浓度分别降低97.5%和74.5%,均低于固体危险废物浸出标准值。其养护28 d无侧限抗压强度达到1 080 kPa,比未固化土体对应值高9.6倍;随着PC掺量增加,固化体的有效黏聚力及有效内摩擦角均不断增大,其中最优配比固化土体有效黏聚力达到216.9 kPa,有效内摩擦角为34.8°。加入稳定剂SR使固化体渗透系数增大,但随着PC掺量增加,渗透系数急剧降低。其中最优配比固化土体渗透系数相对未固化复合污染土体降低一个数量级至10~(-6)cm·s~(-1),可有效增强土体的防渗阻隔能力,提高稳定化土壤的安全利用率。     

页岩气井油基钻屑固化处理技术

针对页岩气井油基钻屑安全处置的难题,采用无机胶凝材料辅以界面改性剂KX对其进行了固化处理,考察了PC32.5水泥、粉煤灰和活性增强材料对固化效果的综合影响,利用X射线衍射仪、扫描电镜和压汞仪等测试技术,探索了固化材料对油基钻屑的固化机制。结果表明:水泥、粉煤灰和活性增强材料对14 d无侧限抗压强度线性效应显著,水泥和粉煤灰、水泥和活性增强材料对14 d无侧限抗压强度交互作用显著;得出了固化材料CS在14 d的最佳质量比。确定了油基钻屑固化配方为:油基钻屑+20%CS+2.2%KX,处理后油基钻屑固化体7 d无侧限抗压强度为960 k Pa,浸出液成分达到国家《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)I级要求。同时处理后油基钻屑固化体中生成了C—S—H凝胶和少量AFt,使其结构更为致密,降低了固化体中污染物的浸出。