有机-无机复合固化剂合成及重金属污染底泥固化研究

疏浚重金属污染底泥由于具有含水率高、强度低等特性,无法直接作为工程材料应用,并且会对环境造成污染。设计合成了一种丙烯酸-苯乙烯磺酸共聚物(AA-SSS),并与水泥和纳米水化硅酸钙(早强剂)混合,开发了一种有机-无机复合固化剂。探究了有机-无机复合固化剂对底泥固化抗压强度和重金属离子稳定化的影响,并分析了其机理。结果表明：有机-无机复合固化剂对底泥固化强度增强效果显著,在10%水泥、1%AA-SSS、2%早强剂添加量下,底泥固化1 d的抗压强度为0.85 MPa,相比未加固化剂,提高了467%。在该条件下,底泥中的Pb²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺、Cr³⁺的浸出浓度分别从7.05,8.32,4.40,7.12 mg/L降至2.68,2.61,0.68,2.05 mg/L,经固化稳定化后底泥酸浸出液中重金属浓度均低于危险废物鉴别标准值。水泥水化产物加强了淤泥颗粒之间的胶结,并包裹固定金属离子,同时AA-SSS和纳米水化硅酸钙可以分散和促进水泥水化,并通过静电作用和吸附作用固定金属离子。研究表明有机-无机复合...     

新疆地区电厂脱硫石膏增强的水泥基污泥固化剂的制备及性能分析

利用水泥基和电厂废弃脱硫石膏研制适用于新疆地区经济高效污泥固化剂,采用单因素多水平和响应面分析的方法研究硅酸盐水泥、脱硫石膏、粉煤灰、过硫酸钾(KPS)的掺比和固化时间对污泥固化体无侧限抗压强度的影响,运用Design-expert优化污泥固化体的无侧限抗压强度,并利用扫描电镜分析污泥固化体的微观结构。实验表明:水泥基和电厂废弃的脱硫石膏能够有效改善污泥固化体的抗压强度;当工程应用中,需要抗压强度最佳时的掺比为m(污泥)∶m(水泥)∶m(脱硫石膏)∶m(粉煤灰)∶m(KPS)=100∶3∶1∶1∶0. 5、固化时间为3 d;而需要经济最优时的掺比为m(污泥)∶m(水泥)∶m(脱硫石膏)=100∶1∶1、固化时间为7 d,处理每吨污泥的药剂成本为5～6元。     

复合固化剂固化淤泥的耐久性和稳定性研究

为解决水泥对含有机质和重金属污染物的淤泥固化效果不佳的问题,提出采用水泥、生石灰、高铁酸钾和高分子吸水树脂作为复合固化剂对淤泥进行固化处理的方法。通过干湿循环试验和渗出液试验,从固化淤泥平均累计相对质量损失率、无侧限抗压强度和固化淤泥渗出液中重金属离子浓度等指标的变化,探究了复合固化剂对固化淤泥耐久性和稳定性的影响。试验结果表明:增加水泥掺量在一定程度上能提高固化淤泥的强度、改善固化淤泥的耐久性和固化淤泥中重金属的稳定性,但仅掺入水泥难以达到理想的固化效果;而掺入复合固化剂的固化淤泥,在干湿循环作用下能保证整体的完整性,其平均累计相对质量损失率仅为3.89%,无侧限抗压强度相比28d养护的试样提高了4.1%;在渗流作用下,掺入复合固化剂的固化淤泥末次渗出液中未检出Pb离子,而Cu、Zn离子的浓度仅为初次渗出液中的15.24%和2.25%,表明复合固化剂克服了因化淤泥体系酸碱度变化的影响,通过包裹作用和络合作用稳定了淤泥中的重金属离子,有效地降低了固化淤泥渗出液中Cu、Zn、Pb离子的浓度。     

重金属污染河道底泥稳定化固化修复工程技术研究

介绍了某市排污渠重金属污染治理工程中对重金属污染底泥稳定化固化处理技术的研究,研究了不同添加比的水泥对砾砂质和黏质底泥中重金属的无害化处理效果及规律,介绍了固化稳定化工艺流程和设备,可供国内同类工程项目借鉴。     

CGF固化/稳定化重金属污染土强度及浸出特性

通过CGF(由电石渣、粒化高炉矿渣、粉煤灰组成的固废基固化剂)固化/稳定化不同土质种类(由不同黏粒、粉粒、砂粒配比调配)、不同复合重金属(Cu、Ni、Pb、Zn)含量的污染土,借助宏微观试验研究固化/稳定化污染土的强度特性、重金属浸出特性以及固化/稳定化机理.研究结果表明:CGF固化/稳定化重金属污染土强度和重金属浸出浓度主要由养护龄期、重金属含量和土质种类共同决定;随着养护龄期的增加,固化/稳定化污染土强度逐渐增加,但不同重金属含量的强度变化规律不同,存在重金属”临界含量”;随着养护龄期的增加,重金属浸出浓度逐渐减小,其浸出浓度变化规律亦存在重金属"临界含量",该"临界含量"由养护龄期和土质种类控制,固化/稳定化Clay污染土在7,28,90d的"临界含量"分别为200,300,600mg/kg,28d时固化/稳定化Clay、CSSM511、CSSM111污染土"临界含量"分别为300,200,200mg/kg,固化/稳定化CSSM011污染土不存在"临界含量".CGF固化/稳定化重金属污染土作用机理包括固化剂对重金属离子的化学沉淀、包裹、吸附、离子交换等稳定化作用和土中黏土矿物对重...     

衡阳平湖污染淤泥固化/稳定化技术的应用

淤泥固化/稳定化技术是一种解决大量淤泥处理难题的有效方法,同时也是进行环境疏浚的配套技术.通过在衡阳平湖对2万m3淤泥的固化处理和工程应用实践,探讨了环境疏浚的基本工艺并重点验证固化/稳定化技术对污染淤泥处理的效果.另外,淤泥固化/稳定化技术可以快速稳定淤泥中重金属等污染物,进而用于填筑用土,解决了淤泥的堆放占地和环境...     

水泥稳定废弃风化砂无侧限抗压强度试验研究

文章以三峡库区广泛分布的废弃风化砂为研究对象,采用3%、5%、7%、9%的水泥稳定废弃的风化砂,在标准条件下,分别养护7 d、14 d、21 d、28 d后,进行无侧限抗压强度试验。试验研究结果表明:水泥稳定废弃风化砂可以用作各级公路的基层和底基层,其无侧限抗压强度能达到规范要求的值。在各级龄期下,水泥稳定废弃风化砂无侧限抗压强度随水泥掺量的增加而增大,且增长的幅度先逐渐增大后逐渐减小;在各级水泥掺量下,水泥稳定废弃风化砂的无侧限抗压强度随着龄期的增长而增大,且随着龄期的增长,其增加幅度逐渐减小。通过拟合分析,建立起了水泥稳定风化砂的无侧限抗压强度、水泥掺量及龄期三者之间的函数关系,可以由此计算出某一水泥掺量、某一龄期下水泥稳定风化砂的无侧限抗压强度。     

水泥和活性炭对多环芳烃污染土壤固化稳定化效果的影响

固化稳定化技术由于处理费用低、操作简单易行,是污染场地修复常用的技术。评估了水泥和活性炭固化稳定化多环芳烃(PAHs)污染土壤的浸出行为和无侧限抗压强度(UCS)。PAHs污染土壤采用非酸性降水、酸性降水和卫生填埋场共处置3种方法分别浸出时,浸出液中PAHs的浓度分别为2.53、2.74和3.88 μg/L;当水泥添加量为土壤质量的20%时,3种方法浸出液中PAHs的浓度分别为8.99、10.12和10.99 μg/L;水泥固化稳定化会增加污染土壤中PAHs的浸出浓度,不同情景下PAHs的浸出浓度表现为卫生填埋场共处置>酸性降水>非酸性降水。当水泥添加量为土壤质量的20%,活性炭添加量为土壤质量的1%时,PAHs的浸出浓度为0.99 μg/L,活性炭的加入可有效降低浸出液中PAHs的浓度。当水泥添加量分别为土壤质量的10%、20%和30%时,固化稳定化产物28 d的UCS分别为1.82、5.95和12.06 MPa,UCS随着水泥添加量的增多而增大;水泥添加量为土壤质量的20%,活性炭添加量不大于土壤质量的2%时,其UCS与不加活性炭时相当。     

城市垃圾焚烧飞灰特性及水泥固化试验研究

试验分析了重庆市某城市垃圾焚烧发电厂飞灰的化学成分,研究了原飞灰的浸出毒性,考察了水泥对原飞灰和酸洗预处理飞灰中重金属的固化效果. 结果表明:飞灰中重金属Pb和Zn的浸出质量浓度均超过《危险废物浸出毒性鉴别标准》(GB5085.3-2007),因而被认为是危险废物,必须对之进行稳定化处理;酸洗预处理飞灰固化试块的抗压强度得到了一定程度的提高,其重金属Pb和Zn的浸出毒性均较相同配比、相同养护时间的原飞灰固化试块有明显降低;酸洗预处理飞灰固化试块抗压强度随掺入飞灰比例的降低和养护时间的延长而加大,在养护28 d时其抗压强度最高,达4.25 MPa;酸洗预处理飞灰固化试块在养护28 d时,其重金属Pb和Zn的浸出质量浓度分别比原飞灰所制固化试块降低了10.6%～59.0%和7.4%～73.7%.      

城市垃圾焚烧飞灰特性及水泥固化实验研究

试验分析了重庆市某城市垃圾焚烧发电厂飞灰的化学成分,研究了原飞灰的浸出毒性,考察了水泥对原飞灰和酸洗预处理飞灰中的重金属的固化效果. 结果表明,飞灰中重金属Pb和Zn的浸出质量浓度均超过《危险废物浸出毒性鉴别标准》（GB5085.3-2007）,因而被认为是危险废物,必须对之进行稳定化处理;酸洗预处理飞灰固化试块的抗压强度得到了一定的提高,其重金属Pb和Zn的浸出毒性均较相同配比、相同养护时间的原飞灰固化试块有明显降低;酸洗预处理飞灰固化试块抗压强度随掺入飞灰比例的降低和养护时间的延长而加大,在养护28 d时其抗压强度最高,达4.25 MPa;酸洗预处理飞灰固化试块在养护28 d时,其重金属Pb和Zn的浸出质量浓度分别比原飞灰所制固化试块降低了10.6%-59.0%和7.4%-73.7%.     

黄土无侧限抗压强度的试验研究

为了研究黄土填料无侧限抗压强度特性随其含水率、干密度的变化规律,本文对22种不同含水率、干密度组合的黄土试样进行了室内无侧限抗压强度试验,通过对试验数据及应力-应变曲线的分析,分别研究了黄土试样的无侧限抗压强度、弹性模量与含水率、干密度的关系。结果表明:同一含水率下,随着干密度的增加,黄土试样的无侧限抗压强度和弹性模量呈线性增长,且其增长速率随含水率增加而线性降低;同一干密度下,随着含水率的增加,黄土试样的无侧限抗压强度以二次函数的形式衰减,当黄土试样含水率为16%以上时,其衰减速率变缓,黄土试样无侧限抗压强度值基本处于同一水平,而黄土试样的弹性模量随含水率增加而线性降低,降低速率随干密度的增加而呈线性增长;黄土试样的无侧限抗压强度与弹性模量之间具有良好的线性相关性。该研究可为黄土作为建筑填料时的施工安全提供科学依据。     

MICP技术对巴东组第三段软弱夹层土体的加固试验研究

三峡库区中三叠系中统巴东组第三段为主要问题地层,易受地下水与雨水的影响而形成软弱夹层,导致土体强度显著下降,影响斜坡稳定性.采用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术对巴东组第三段软弱夹层土体进行了加固试验研究.首先,利用拌和法将制备好的巴氏芽孢杆菌菌液和胶结液加入土体中;然后,采用直剪试验和无侧限抗压试验探究加固前后软...     

生态复合改性黄土抗水蚀与强度特性试验研究

针对在降雨条件下,裸露的黄土边坡土体极易发生侵蚀,造成严重的水土流失问题,提出采用新型SH固化剂、木质素磺酸钙与水泥生态复合改性加固黄土的治理方法。通过单掺试验,初步确定了三种固化材料对黄土固化效果的影响规律与掺量范围;通过正交试验,确定了适宜黄土边坡植被护坡的复合改性配方的最优配比为0.5%掺量木质素磺酸钙、4%掺量SH和2%掺量水泥,在该配方下固化土的7 d无侧限抗压强度达到了2.43 MPa,满足护坡强度的要求,且耐水性能明显提高;利用扫描电镜试验,对比分析了复合改性前、后固化土的微观形貌结构变化,结果表明水泥水化产物填充孔隙与胶结土颗粒,木质素磺酸钙与黏土颗粒发生离子交换作用,SH高分子链搭接土颗粒且分子链间相互交联,三者共同促进土颗粒形成团聚结构,从而提高了土体的强度和水稳定性。该研究可为生态护坡工程中土壤的加固提供参考。     

复配材料钝化重金属污泥试验及工程应用研究

利用多组分新型高效材料与普通硅酸盐水泥制得复配材料,开展箱涵清淤重金属（Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn）污染底泥钝化试验及工程应用研究,采用无侧限抗压强度和毒性浸出浓度评价钝化效果,进一步分析重金属赋存形态变化探讨钝化机制.结果表明,底泥：复配材料：黄沙质量配比为5：4：1时,钝化效果最佳.实际工程应用中,H型和O型固化砖抗压强度分别达10.82和10.11MPa,毒性浸出浓度远低于鉴别标准值（GB5085.3-2007）,满足资源化应用要求.重金属浸出浓度与离子交换态和有机结合态占比呈正相关,有机结合态和铁锰氧化态分别为底泥和固化砖中重金属的主要赋存形态,二者占比在固化前后呈现完全相反的变化趋势,该变化对固化稳定化重金属起重要作用.除H型Cr外,其他固化砖中重金属残渣态占比均有所增加.该复配材料基于多组分物质间相互协同作用实现重金属钝化具有实际应用前景.     

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.