铬污染土壤对水泥熟料强度和铬浸出浓度的影响简

为探索水泥窑协同处置铬污染土壤（CCS）的可行性,用CCS部分替代硅质原料配制生料,于1 400℃煅烧成熟料,通过化学分析、强度测试、浸提实验及XRD/SEM分析,研究了CCS对生料易烧性、熟料强度及六价铬/总铬（Cr（VI）/∑Cr）浸出浓度的影响。结果表明,CCS能改善熟料烧成,掺量从0到15%,熟料中f-CaO含量略有下降,硬化试体的3 d、28 d、90 d强度略有提高。Cr（VI）/∑Cr浸出浓度随CCS掺量增加而增大,但随养护龄期延长而减小;当CCS掺量小于8%时,熟料3 d至90 d水化物的浸出液中,Cr（VI）浓度均低于0.05 mg/L,符合Ⅱ类地表水环境质量标准限值。铬离子浸出毒性减小是由于铬在熟料矿物和水化产物中的固溶以及水化产物对它的包裹封固作用。研究表明,水泥窑协同处置CCS是一种可行的无害化处理和资源化利用途径。     

水泥窑协同处置垃圾衍生燃料对烟气污染物排放及熟料品质的影响

水泥窑协同处置垃圾衍生燃料(RDF)可以实现垃圾资源化利用,但需确保不会造成烟气污染物排放超标或使水泥熟料品质受影响。研究了国内某水泥厂新型干法水泥窑协同处置RDF前后烟气污染物排放及水泥熟料品质变化的情况。结果表明,水泥窑协同处置RDF的烟气中SO_2、NO_x、NH_3、HCl和HF的排放均符合《水泥工业大气污染物排放标准》(GB 4915—2013)。重金属与二噁英的含量相比于协同处置RDF前虽略有升高,但仍低于《水泥窑协同处置固体废物污染物控制标准》(GB 30485—2013)的排放限值。协同处置RDF基本不影响水泥熟料的矿物组成,抗折强度和抗压强度相比掺加RDF前有所提高,并且符合《通用硅酸盐水泥》(GB 175—2007)的中普通硅酸盐水泥的52.5R强度等级要求,安定性合格率提高至100.0%。协同处置RDF的水泥熟料中Cu、Cd、Cr、Pb、As、Ni的浸出浓度远小于《水泥窑协同处置固体废物技术规范》(GB 30760—2014)的标准限值。总之,水泥窑掺烧RDF对烟气污染物排放和熟料品质的影响较小,甚至可以提高水泥熟料的某些品质。     

水泥窑协同处置含锌粉尘对水泥熟料性能及环境安全性的影响

利用水泥窑协同处置技术对含锌粉尘进行了处置.通过掺入不同量的含锌粉尘煅烧成水泥熟料,探讨含锌粉尘中重金属离子对水泥熟料性能和环境安全性的影响.结果表明,含锌粉尘中的Zn离子可以被有效固化在水泥熟料中,固化率最高可达98.11％;Zn离子在水泥净浆中的浸出浓度低于工业固体废弃物浸出毒性鉴别标准的规定限值,故水泥熟料固化的...     

电镀污泥基胶凝材料的制备及性质分析

将电镀污泥作为混合材料掺到水泥中,取代部分水泥熟料制备电镀污泥基胶凝材料。测定了胶凝材料试样的标准稠度用水量、凝结时间、胶砂流动度、强度等物理性能指标,同时分析胶凝材料试样的微观水化性能与累积孔体积,测定了胶凝材料的重金属浸出浓度。结果表明,在电镀污泥掺量为0.5%(质量分数,下同)时,制备的胶凝材料试样强度达到《通用硅酸盐水泥》(GB175—2007)规定的52.5R级水泥强度标准;在掺量为1.5%、2.5%时,制备的胶凝材料试样强度达到GB 175—2007规定的42.5R级水泥强度标准,且重金属浸出浓度满足《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)要求。微观测试表明,电镀污泥的掺入使得水化放热总量降低。     

城市生活垃圾焚烧飞灰水泥固化技术研究

用硫铝酸盐水泥对城市垃圾焚烧飞灰(简称飞灰)进行固化实验,研究了飞灰重金属浸出特性,分析了飞灰掺量、浸提剂p H值对重金属浸出特性以及飞灰掺量对不同龄期(3、7、28 d)飞灰固化体抗压强度的影响,并对飞灰及其固化体进行XRD分析。结果表明,在HJ/T 299-2007和HJ/T 300-2007两种不同浸出体系下,飞灰中Cu、Zn、Cd、Pb、Cr和Mn等重金属浸出浓度差别较大,建议应根据评价目标合理选择重金属浸出测量方法。其中,飞灰中Pb的浸出浓度超过《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)限值的3.35倍,因此被列为危险废物,应妥善处理。除飞灰掺量小于40%时的固化体Cd符合标准,其余飞灰固化体Pb和Cd的浸出浓度仍超过《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)限值,故达不到卫生填埋的要求。固化体抗压强度随飞灰掺量增大而降低,重金属浸出浓度与之相反。飞灰掺量为40%时,固化体中重金属浸出浓度随浸提剂p H值降低而增大,但p H值大于5时,未测出重金属浸出。XRD结果表明:飞灰中可溶性盐参与水泥水化反应,重金属Cr以CrO_2-4的形式固化于钙矾石中。     

水泥回转窑固化处理废弃重金属元素的实验研究

废弃的重金属化学试剂是一类危险的固体废物.通过在水泥回转窑中添加质量小于水泥质量的重金属化学试剂的实验研究表明(本实验添加质量约为水泥的0.1%):掺加化学试剂重金属元素后,各水泥熟料的XRD图谱相似,水泥熟料主要矿物相没有发生大的改变;重金属化学试剂的添加对水泥的7 d、28 d抗压强度的影响较小,符合国家标准;熟料试样在其水化28 d时各重金属的浸出量都很低,已低于工业固体废物浸出毒性鉴别标准规定的指标,由此表明利用水泥回转窑处理废弃化学试剂方法可行.     

硫酸钙对含电镀污泥渣料水泥基材料性能的影响

为了提高危险废物电镀污泥的高值化利用程度，研究了掺加CaSO₄对含磨细粉(由电镀污泥协同建筑渣土高温处理渣料磨细得到)水泥基材料力学性能、微观结构特征及重金属浸出的影响及机理。结果表明：CaSO₄掺量(基于其在胶凝材料的质量占比)为0.6%时，其长期力学性能较优，含磨细粉水泥基材料养护60 d后抗压强度和抗折强度比未掺加CaSO₄时分别提升20.1%和22.2%。适量的CaSO₄可以补充含磨细粉水泥基材料基体中Ca²⁺含量，促进水泥和磨细粉中具有潜在水化活性的组分充分进行水化，同时使基体中生成更多的钙矾石填充孔隙，从而增强了基体结构密实度。研究还发现多余钙矾石的形成对重金属离子的固结起到了正向作用，适量的CaSO₄掺加能明显降低含磨细粉水泥基材料基体中有害重金属离子的浸出浓度。当CaSO₄掺量为0.6%时，含磨细粉水泥基材料养护28 d后，Cu、Ni、Zn的浸出率比未掺加CaSO₄时分别降低了33.6、31.0、...     

水泥对垃圾焚烧飞灰的固化处理试验研究

对垃圾焚烧飞灰的化学成分、重金属物质的含量及浸出浓度进行测试分析.结果表明,飞灰中Pb和Cr等重金属物质浸出量超过浸出毒性标准,因而被认为是危险废物,必须进行固化处理.还考察了水泥对焚烧飞灰中重金属物质固化的效果,研究表明当飞灰掺量适当时,重金属物质的固化效果良好.重金属物质通过物理固封、替代,沉淀反应和吸附等形式可固化进水泥水化产物结构中.     

水泥窑协同处置村镇生活垃圾

针对位于新型干法水泥厂附近且生活垃圾收运较为困难的村镇,提出了一种利用新型干法水泥窑协同处置垃圾的简易模式。实验将预处理后的村镇生活垃圾定量喂入水泥窑系统中,并对比了掺烧20、50和80 t村镇生活垃圾前后,水泥熟料品质、窑系统工况以及污染物排放的情况。结果表明:实验期间在80 t范围内,生活垃圾的掺烧使水泥熟料抗压强度最多降低3 MPa,但仍符合国家标准;对水泥窑衬结皮和窑工况稳定性基本没有影响;同时对水泥窑系统污染物排放量无负面影响,烟气中二恶英的含量为0.004 0 ng TEQ/m3,远远低于国家标准。     

钢渣预处理含铬废水及其废渣与铬渣的固化

用钢渣对含铬废水进行预处理,探讨了钢渣粒度、用量、废水pH值和添加硫酸亚铁还原剂的影响.结果表明,经硫酸亚铁还原处理后再用钢渣处理比单纯用钢渣处理的效果明显提高,采用钢渣/总铬质量比为40的100目钢渣处理经硫酸亚铁还原后的含铬废水,总铬和Cr6 去除率分别达79%和84%,采用钢渣柱进行的两级淋滤实验进一步表明该方法可作为工业上含铬废水处理的预处理段.处理后的废钢渣同工业铬渣一起进行水泥固化,标准养护20 d后固化体表面Cr6 浸出率、破碎至5 mm粒径以下和酸雨淋溶下的浸出液Cr6 浓度均符合安全标准,可作为普通建材或进行填埋处置.     

间歇浸取对废物水泥窑共处置产品中Cr和As释放的影响

研究间歇浸取条件下废物水泥窑共处置产品中重金属Cr、As的释放,对水泥产品在实际应用中的环境安全性评价有重要意义.通过模拟煅烧实验制取含Cr和As的水泥熟料,并制取混凝土样品,采用pH影响实验和扩散浸出实验,研究了混凝土中Cr和As的溶解特性及其间歇浸取对混凝土中Cr和As释放的影响.结果表明,浸取方式对浸取液pH有较...     

水泥回转窑共处置含砷污泥

通过水泥窑共处置含砷污泥的煅烧实验,探讨了不同掺加量(0%、2%、5%、10%和15%)对水泥煅烧过程易烧性的影响。采用X-射线衍射仪(XRD)对熟料样品的矿物相进行研究,并对水泥制品进行抗压和抗折测试,同时对熟料中砷的固化率进行分析。实验结果表明,掺加含砷污泥对熟料游离氧化钙含量影响显著,且能降低烧成温度。且掺加浓度的提高(2%~15%)对f-CaO含量影响不大。XRD测试表明,掺烧15%含砷污泥熟料的主要矿物相没有太大变化,其抗压和抗折实验结果与参比水泥相似,符合国家标准。砷元素的固化率为84.29%。     

河道底泥重金属浸出毒性分析及其固化/稳定化效果

城市内河由于长期承纳污染物导致其底泥受到污染,特别是其中重金属污染严重。选取某城市纳污河淤泥为试验对象,发现底泥Cr、Cu、Ni和Zn含量和浸出浓度均较高。为使其达到资源再利用要求,研究了一种污泥改性剂对其固化/稳定化的效果。结果显示,当改性剂掺量为10%时,已能够显著提高淤泥各个龄期强度。固化淤泥重金属浸出浓度在7d时已明显降低,且随养护时间增长进一步降低。改性剂掺量为13%时,固化淤泥Cu、Ni和Zn浸出浓度可降低90%以上,而Cr浸出浓度也可降低80%左右。实验表明,污泥改性剂处理后淤泥抗压强度提高,同时有害物质得到有效的稳定。     

干湿交替中碳酸化对废物水泥窑共处置产品中重金属浸出的影响

通过比较连续浸出、碳酸化保存间歇浸出和密封保存间歇浸出3种浸出条件下,废物水泥窑共处置产品--混凝土中Cr、Ni、As、Cd和Pb的浸出量,研究了干湿交替的环境中碳酸化对混凝土中重金属浸出的影响.结果表明,不同的漫出条件对混凝土中重金属的浸出产生了一定的影响.间歇浸出过程降低了重金属在混凝土固相与孔隙水(液相)中的浓度...     

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...     

交换电极法强化电动修复铬污染土壤

pH值是影响污染土壤电动修复的主要因素。为此提出了交换电极法强化电动修复,并对该技术进行了实验研究。实验土壤Cr污染浓度为506.36 mg/kg,工作电压为1 V/cm,结果显示,固定电极方向运行模式下,运行2 d,产生聚焦效应,运行8 d,碱性区Cr(III)残留量和酸性区Cr(VI)残留量较大,分别是97.88 mg/kg和328 mg/kg,总铬去除率为59.04%。采用交换电极法,交换频率为4 d,运行8 d,总铬去除率为70.18%;交换频率为2 d,运行8 d,总铬去除率高达86.10%,土壤中总铬平均含量从506.36 mg/kg降至73.56 mg/kg,达到酸性土壤环境质量一级标准。该技术可控制土壤pH值在中性范围,电流密度高,不添加化学试剂,操作简单。     

pH和有机质对铬渣污染土壤中Cr赋存形态的影响

选用3种不同的铬渣污染土壤作为试验样,通过调节其pH和有机质含量,并采用碱消解-共沉淀法和改良BCR顺序提取法,研究了pH和有机质含量对土壤中铬的价态及形态的影响。结果表明,总体上Cr(Ⅵ)含量随pH降低和有机质投加量增大而减小,Cr(Ⅲ)则增加,但土1各水平间差异均显著(F8.89),土2和土3只有部分水平间差异显著。同时,随pH降低和有机质投加量增大,酸可提取态Cr含量减小,可氧化态Cr增加,可还原态略有增加,表明酸性条件和有机质有利于Cr(Ⅵ)的还原和酸可提取态Cr向可还原态和可氧化态Cr的转化。     

含铅钢渣制备钢渣水泥的试验研究

采用钢渣处理含铅废水,将吸附有Pb2+的钢渣作为混合材制得钢渣水泥。测定了钢渣水泥的标准稠度用水量、凝结时间、胶砂流动度、强度等物理性能,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和水化热测试等手段分析钢渣水泥的微观水化性能与结构,测定钢渣水泥的Pb2+浸出浓度。结果表明,钢渣能有效处理含铅废水,当Pb2+与钢渣的投加质量比为1∶10时,废水中Pb2+的去除率可达80.04%,钢渣对Pb2+的吸附容量为80mg/g。将此含铅钢渣作为混合材制备钢渣水泥,当含铅钢渣掺杂量低于20%(质量分数,下同)时,制备的水泥试样强度等级达到52.5R;当含铅钢渣掺杂量为40%时,水泥试样强度等级达到42.5R;XRD与SEM分析表明,制得的钢渣水泥未出现异常水化产物;含铅钢渣未导致水泥水化延迟,且钢渣水泥中的Pb2+在酸性和中性环境下的浸出浓度均满足《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)。     

甘蔗渣修复铬污染土壤的效果

通过室内模拟培养实验,探讨了甘蔗渣修复铬污染土壤的效果、土壤中六价铬初始浓度和甘蔗渣添加量对六价铬还原反应一级动力学的影响、微生物对甘蔗渣修复铬污染土壤效果的影响及甘蔗渣修复铬污染土壤的机理。结果表明,甘蔗渣能有效地降低污染土壤中铬的浸出毒性和去除土壤中的六价铬。当甘蔗渣的添加量为5%,六价铬浓度低于1 740 mg·kg~(-1)时,培养70 d内,土壤样品的浸出液中六价铬未检出,培养90 d内,土壤中六价铬的去除率趋近100%。土壤中六价铬的还原反应速率随六价铬初始浓度的增加而减小,随甘蔗渣添加量的增加而增大。同时,灭菌和未灭菌条件下,甘蔗渣对铬污染土壤的修复效果差异性不显著。甘蔗渣修复铬污染土壤的机理可能是甘蔗渣中的蔗糖和纤维素先降解生成葡萄糖和果糖,接着葡萄糖和果糖将土壤中的六价铬还原成三价铬。     

基于复合球团的以生物质焦油为还原剂的铬渣无害化处理

结合目前铬渣解毒现状,提出生物质焦油热解还原铬渣的新技术,利用生物质气化副产物焦油作为解毒剂,进而提高铬渣解毒和资源化水平,降低能耗。将生物质焦油和铬渣混合制成球团通过热解实现Cr(VI)向Cr(III)的形态转化,对影响焦油热解还原铬渣的主要因素:温度、铬渣粒径、球团尺寸、铬渣与焦油当量比等进行探讨。结果表明:还原铬渣的质量随温度升高而提高,温度超过400℃后无明显变化,减小铬渣粒径与球团尺寸可明显提高还原质量。当热解温度为400℃,还原时间10 min,铬渣与焦油当量比2.29,铬渣粒径0.074 mm,球团粒径2.5 mm时,可得到Cr(VI)还原率98.65%的还原铬产品。