垃圾焚烧飞灰固化体的力学和浸出特性分析

采用磷酸镁水泥(MPC)和普通硅酸盐水泥(OPC)对垃圾焚烧飞灰进行固化/稳定化处理,通过无侧限抗压强度试验、渗透试验和浸出试验分别研究了MPC和OPC对垃圾焚烧飞灰固化体力学和浸出特性的影响规律,并通过压汞试验和形态提取试验分析了相应的微观机理。试验结果表明:随着MPC和OPC添加量的增加,飞灰固化体的强度增加,渗透系数和重金属(Pb、Cd)浸出浓度降低,但相同添加量的OPC固化体的强度、渗透系数及重金属(Pb、Cd)浸出浓度均大于MPC固化体;压汞试验结果表明:在相同添加量条件下,OPC固化体的孔隙体积大于MPC固化体,且OPC和MPC分别通过减少孔径1μm和0. 1μm孔隙的体积来影响固化体的强度和渗透特性;形态提取试验结果表明:OPC和MPC均可促使Pb、Cd从活性态(弱酸提取态)向较稳定态(可还原态、残渣态)转化,但MPC固化体中残渣态的Pb、Cd含量较高。MPC固化体在力学特性、重金属浸出行为及微观结构均优于OPC固化体,OPC和MPC对Pb、Cd固稳机制的差异是MPC固稳效果优于OPC的根本原因。     

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...     

复配材料固化/稳定化重金属污染底泥研究

利用高效重金属稳定化材料与硅酸盐水泥配制复配材料(FP),用于固化/稳定化重金属污染底泥。设置3个FP掺量梯度:10%、20%、30%; 3个固化体养护时间:7,28,42 d;以硅酸盐水泥为对照(CK)。以抗压强度与颗粒固化体浸出浓度为指标,考察FP的固化与稳定化效果。结果表明:相比于原底泥浸出,10%FP掺量下,As的浸出浓度在7 d时已降低93%以上; 28 d时,不同FP掺量下Pb的浸出浓度可降低82. 5%～97. 68%; Cu、Zn的浸出浓度在FP掺量为30%、养护42 d时达最低值,分别下降了60. 97%和89. 07%。FP组Cu、As的浸出浓度在掺量为10%、养护7 d时已显著低于CK,而其Zn的浸出浓度在FP掺量达30%、养护42 d时显著低于CK(P<0. 01)。增加FP掺量、延长养护时间均能显著提高FP组固化体的抗压强度(P<0. 05),在养护42 d时,FP组抗压强度显著高于CK(P<0. 05),当掺量为30%时,FP组抗压强度可达2. 1MPa以上。     

污染场地固化/稳定化修复的评价方法与标准

固化/稳定化技术是一项在欧美等国家的污染场地修复中广泛应用的技术.在分析固化/稳定化修复效果常用的浸出试验方法和物理评价方法以及相对应的评价标准的基础上,发现我国固化/稳定化修复效果的评价方法仅有少量振荡浸出试验的方法,还缺少动态浸出试验的评价方法;浸出毒性测试普遍采用硫酸硝酸法浸出评估,忽略了As、Cr(Ⅵ)等含氧阴离子在中性至弱碱性pH下溶解度达到最大的情况;固化/稳定化修复效果的评价标准则主要借鉴固废毒性鉴别与管理方法,但该方法未规定污染土壤资源化再利用时的评价依据;另外,污染土壤和固体废物的自身特性也有一定的差异.提出了基于我国国情的污染土壤固化/稳定化浸出测试和评价标准体系:当污染土壤固化/稳定化后采用卫生填埋或一般工业固体废物贮存、处置场处置时,可参考固体废物填埋处置时的评价方法与标准;当污染土壤固化/稳定化后原址填埋时,则应增加绕流浸出方法或穿透浸出试验方法,其评价标准可参考GB/T 14848—1993《地下水质量标准》或根据关注点浓度的要求进行风险评估推算确定;当污染土壤固化/稳定化后再利用时,需根据再利用的具体情景选择相应的评价方法与标准.      

污泥固化/稳定化技术现场试验研究

固化/稳定化技术能够解决污泥处理处置中的难题,是一种高效、经济的污泥处理处置技术。但是目前对于固化/稳定化处理设备以及运行工艺方面缺少研究,对现场处理后的效果也缺少相应的评价。结合苏州甪直污水处理厂污泥固化/稳定化处理现场中试试验的需要,研制了一套污泥固化/稳定化处理设备,采用自主研发的固化/稳定化材料开展了污泥固化/稳定化处理的现场试验。现场研究的结果表明,所研制的设备及工艺能够满足污泥固化/稳定化处理的要求,处理后的污泥能够进入填埋场进行安全填埋。     

沸石作稳定化剂固化/稳定化含汞危险废弃物试验

利用沸石对汞的吸附性,将沸石作为稳定化剂掺入水泥进行含汞危险废弃物固化/稳定化试验研究.同时,探讨了沸石作为稳定化剂的水泥固化技术处理含汞废弃物的影响因素,从而明确这种方法的可行性和最佳操作条件.结果表明,沸石的掺入能够促进汞的稳定,与单独使用水泥相比固化效率显著提高.当沸石用量为0.3g·g-1以上时,固化体浸出汞浓度低于国家标准(GB5085.3-2007),固化效率从单独使用水泥固化时的47%提高到95%以上.氯离子能够影响固化效率,即使在氯离子浓度为10mmo·lL-1时,含汞1000mg·kg-1以下的固体废弃物的固化效率仍能够大于90%.这说明即使存在氯离子干扰的情况下,沸石作稳定化剂固化含汞危险废物仍然是非常经济有效的方法.实验得到沸石作稳定化剂固化含汞危险废弃物的最佳操作条件为pH=6.0～7.0之间,沸石量为0.4g·g-1,水泥量为0.7g·g-1以上.     

铅污染土稳定化药剂性能的对比研究

稳定化作为一项低成本、高效率、且无二次污染的技术,在铅污染场地修复中得到了广泛应用。本实验对三种铅污染土稳定化药剂性能进行了对比研究,三种药剂分别为:与铅生成磷酸盐沉淀的A药剂,生成硫化物沉淀的B药剂和形成不溶于水的稳定螯合物的C药剂。根据实验结果,A药剂的稳定化效果最好,对于处理铅浸出浓度在20 mg/L以内的轻度污染土和90 mg/L左右的高浓度污染土,建议的药剂投加比分别为8%和13%,根据北京建工环境修复股份有限公司的工程项目经验,为保证工程质量,建议分别采用10%和15%的药剂投加比。实验结果可为今后的铅污染土稳定化技术应用和发展提供借鉴。     

水泥窑协同处置与水泥固化/稳定化对重金属的固定效果比较

危险废物水泥窑协同处置与水泥固化,稳定化对废物中重金属的固定机理不同,固定效果因而有所差异.针对含As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn等重金属离子的上述2类试样平行开展浸出实验及连续提取实验,以重金属浸出浓度及化学形态为指标,比较分析了水泥窑协同处置与水泥固化/稳定化对废物中不同重金属的固定效果的差异.结果表明,对于As、Pb、Zn等重金属离子,水泥窑高温煅烧及后续水化作用有助于其更稳定化学形态的形成,固定效果优于水泥固化,稳定化,说明含Ag、Pb、Zn的危险废物能够在水泥窑得到有效处置.Cr3 在水泥窑煅烧过程中易被氧化为迁移性和毒性更强的Cr6 ,因而含Cr的废物不适合采用水泥窑协同处置方式.该研究能为不同种类重金属危险废物处置方法的选取提供依据,并为水泥窑协同处置重金属类危险废物的应用和发展提供科学的决策依据.     

硫化砷渣的固化/稳定化处理

为了解决硫化砷渣对环境的污染,采用了单因素分析法,研究了飞灰、三氧化二铁、PFS、磷酸钠、硫酸亚铁和水泥对硫化砷渣的固化/稳定化效果,研究结果表明:当飞灰加入量为硫化砷渣质量的9倍、水泥的加入量为硫化砷渣质量的4倍、三氧化二铁加入量为硫化砷渣质量的20%、磷酸钠加入量为硫化砷渣质量的10%时,对处理后的样品使用HJ/T 299—2007《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》浸出,浸出液中砷的质量浓度为1.12 mg/L,浸取液的p H值为11.5,达到了危险废物填埋污染控制标准。     

生活垃圾焚烧飞灰固化体力学及重金属浸出特性

以苏州七子山生活垃圾焚烧厂产生的飞灰为研究对象,采用水泥作为固化剂,研究水泥飞灰固化体的应力应变特征及重金属浸出特性,并探讨了水泥飞灰配合比、养护时间等关键性因素对这些特性的影响。实验结果表明:较养护3 d的样品,其余养护时间的样品强度平均增长了约96.2%,而其破坏应变平均减小了56%。随着水泥含量和养护时间的增加,飞灰固化体的强度上升,而其破坏应变减小,该趋势主要归因于钙矾石(AFt)的形成促进了飞灰固化体强度的发展。较飞灰原样,飞灰固化体的重金属浸出浓度随着水泥含量、养护时间的增加而降低了38%~99%,重金属的迁移被限制,主要归因于水化硅酸钙(C—S—H)和钙矾石(AFt)的形成,以及飞灰和水泥水化反应创造的强碱性环境。     

复合淋洗剂土柱淋洗法修复Cd、Pb污染土壤

选取三氯化铁和有机酸(柠檬酸、苹果酸、酒石酸)复合淋洗,采用土柱淋洗的方法对Cd、Pb污染土壤进行淋洗实验,研究了复合淋洗剂浓度配比、淋洗剂用量和淋洗次数对重金属去除效果的影响,并测定了土壤淋洗前后Cd、Pb形态的变化。结果表明:三氯化铁浓度为10 mmol/L,有机酸浓度为20 mmol/L时,淋洗率Cd为72.15%,Pb为30.26%,与使用单一淋洗剂相比均有大幅提升。复合淋洗剂能有效地去除交换态、碳酸盐结合态和氧化物结合态重金属,而对有机态和残余态部分重金属作用效果不明显;Cd比Pb容易去除是由于污染土壤中Cd的存在形态主要是可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态,而Pb的存在形态主要是有机结合态和残渣态。淋洗后土壤中Cd和Pb均达到土壤环境质量标准。     

典型鼓风炉铅冶炼废渣重金属浸出特性及化学形态分析

以云南某地典型鼓风炉炼铅工艺产生的干渣及水粹渣为研究对象,对其进行了属性鉴别,并考察了不同浸出方式对浸出液中重金属浓度的影响。采用化学连续提取法对废渣中的Cd、As、Pb等典型重金属化学形态进行分析。结果表明:对照GB 5085. 3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》,试验所选鼓风炉铅冶炼渣不存在浸出超标情况;3种提取方式的浸出液中重金属种类略有不同,但酸性条件对废渣中Zn、Pb、Cd、As等重金属的浸出影响最大,Cu更容易受弱酸性条件影响;形态分析数据显示Cd溶出风险最大,As、Pb溶出风险相对较小,干渣的潜在环境危害性要明显高于水淬渣。     

含氰化物污染土壤淋洗-废水解毒试验研究

利用碱性水溶液,通过开展淋洗作业,将土壤中氰化物富集到水溶液中,然后利用碱性氯化法单独处理含氰废水,结果表明,淋洗作业可使土壤中氰化物含量由36.16 mg/kg降至6.38 mg/kg,含氰废水在漂白粉用量为12 g/L,p H值为12.5,反应时间为1 h条件下,其中所含氰化物由49.47 mg/L降至0.301 mg/L。     

磷酸盐对铅镉复合污染土壤的钝化修复研究

通过模拟实验,研究磷酸二氢钾、磷酸二氢钙和磷酸二氢铵3种磷酸盐对铅镉复合污染土壤的钝化效果,采用重金属形态分析和X-射线衍射法(XRD)探讨了钝化剂的修复机制。结果表明:3种磷酸盐处理可使土壤TCLP提取态Pb、Cd含量显著降低,其中磷酸二氢钙钝化效果最好,且随着投加量的增加,在n(P)/n(Pb+Cd)=5∶1时,钝化效率最高,对Pb、Cd的钝化率分别达到69.81%、35.18%。施加磷酸盐可使污染土壤中Pb、Cd从可交换态和碳酸盐结合态向残渣态转化,显著降低Pb、Cd的生物可利用性。X-射线衍射仪(XRD)检测发现,钝化后的土壤中有羟基磷铅矿、磷酸铅、磷酸镉等矿物晶体生成,表明3种磷酸盐对土壤中铅镉的钝化机理主要是生成难溶性磷酸盐沉淀和羟基磷铅镉矿物。     

水泥固化锌污染红黏土固化率与微观孔隙特征

为探究水泥污染土固化率与孔隙特征之间的关系,利用水泥作为固化剂对锌污染红黏土进行固化稳定处理,对不同养护期人工污染土的毒物浸出毒性、微观孔隙及生成物成分进行研究。结果表明:重金属浸出量随锌离子浓度增加总体呈上升趋势,固化率则相反。固化土中固化率与总孔隙率相关性最高且呈负相关,0. 840～8. 400μm的孔隙体积分数与总孔隙率相关性最高且呈正相关;随着离子浓度增加,0. 840～8. 400μm的孔隙体积分数与总孔隙率占比增加而固化率下降;水泥掺量10%时,固化土内部水化反应生成络合物CaZn_2(OH)_6·2H_2O进而填充孔隙,使内部结构更密实。     

生物炭和磷肥复合修复有色矿区重金属污染土壤的效果

以有色矿区污染土壤为研究对象,考察了生物炭和磷肥单施及复合施用对土壤重金属的钝化修复效果。单施生物炭或与磷肥复合处理土壤pH显著升高。单施磷肥及与生物炭复合处理显著提高了土壤TCLP提取态磷。生物炭和磷肥是较好的钝化土壤中Pb、Zn和Cd的修复材料,尤以P+HB处理的效果最好,使土壤TCLP提取态Pb、Zn和Cd分别降低39.4%、18.3%和41.8%,降低了重金属的迁移性和生物有效性。Pb的酸可提取态和可还原态主要向残渣态转化,而Zn和Cd主要向可氧化态转化。生物炭和磷肥复合对污染土壤中Pb、Zn和Cd的钝化有协同作用。     

废旧阴极射线管(CRT)显示器玻壳中铅浸出特性研究

CRT显示器玻壳中含有大量的铅,废旧CRT显示器玻壳被列为危险废物。采用4种浸提方法(水平振荡法(GB5086.2-1997)、翻转法(GB5086.1-1997)、硫酸硝酸法(HJ/T299-2007)、醋酸缓冲溶液法(HJ/T300-2007))研究CRT显示器玻壳中铅的浸出特性。同时探讨浸提液pH和pH缓冲能力、振荡方式、CRT玻壳颗粒粒径、液固比、浸提时间对CRT玻壳颗粒中的Pb浸出的影响。结果表明:上述4种方法浸提液中Pb的平均浓度分别为0.07、0.69、1.64、11.33 mg/L。随着醋酸缓冲液初始pH值从4.0升高到7.0,其浸提的Pb的含量呈现出逐渐下降的趋势。而去离子水的pH值低于5时,其浸提的Pb的含量才明显升高。Visual MINTEQ模型计算结果表明:在去离子水和硫酸硝酸混合液浸提过程中,主要以酸碱反应为主;而在醋酸缓冲液浸提过程中,以酸碱反应和络合反应为主。前3种浸提方法使用的浸提液类似于天然水环境或降水,其浸提的Pb浓度高于地下水环境质量III标准。第4种浸提方法模拟垃圾填埋场环境,其浸提的Pb的浓度高于工业固废最高容许浸出浓度。因此,废旧CRT玻壳无论填埋处置或直接进入土...     

采用草酸和EDTA去除农田土壤中砷和镉污染

以湖南、广西某As和Cd污染土壤为研究对象,以草酸和EDTA为淋洗剂,研究其在污染土壤样品中的淋洗情况,探讨淋洗剂浓度、淋洗温度对淋洗效果的影响。结果表明:淋洗剂为0. 3 mol/L的草酸对As淋洗率最好,洗脱率达到90%; 0. 02 mol/L EDTA对Cd淋洗率最好,洗脱率达到70%;采用正交实验探讨了草酸和EDTA联合对土壤样品淋洗效果的影响,草酸和EDTA组合淋洗As和Cd的洗脱率分别为80%和50%。草酸和EDTA单一淋洗效果优于组合淋洗,草酸和EDTA在土壤重金属淋洗过程中存在拮抗作用。     

石油污染土壤理化性质对微生物代谢特征的影响

采用Biolog技术研究了克拉玛依油田5种不同石油污染梯度下土壤微生物群落代谢特征的变化,探讨石油烃污染程度及土壤理化性质对微生物群落功能多样性的影响。研究表明:随着石油烃污染梯度的增加,土壤微生物代谢活性和细菌数量呈先升高后降低的趋势;中度污染土壤中微生物对不同碳源的相对利用率显著高于其他土样(P<0.05),石油污染土壤微生物代谢模式由氨基酸类转变为羧酸类和聚合物类;经微生物群落多样性指数分析可知,丰富度指数(H)、均一度指数(U)和优势度指数(1/D)均达到极显著差异(P<0.01),石油污染土壤的微生物群落结构复杂但均一性差;冗余分析表明:pH、含水量与碳源的利用程度呈正相关,石油含量与碳源的利用程度呈负相关。