明胶固化硫脲微粒对Ag~+的吸附及其热力学研究

以明胶和硫脲为原料,戊二醛为交联剂,采用反相悬浮聚合得到了明胶固化硫脲微粒(TIGM),研究了其对水溶液中Ag+的静态吸附分离及热力学性质。结果表明,TIGM对Ag+吸附平衡数据符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程,且Ag+在微粒吸附过程中表现为优惠吸附。Freundlich吸附等温线和热力学研究表明,在283～323K条件下,Ag+吸附量为0.07～0.10mmol/g时,反应的吸附焓变为28.42～31.73kJ/mol,表明该吸附反应是吸热过程,升高温度有利于反应的进行;吸附自由能变为负值,表明常温下该吸附是自发的过程;吸附熵变为111.14～129.70J/mol·K,表明该吸附是个熵增的过程。     

不同胶结材料对重金属污染土壤的固化效果

利用不同胶结材料对广西某铅锌矿场重金属污染土壤〔w(Pb),w(Cd)和w(Zn)分别为4 375,79.33和13 470 mg/kg)〕进行固化处理.采用TCLP浸提液对固化体进行浸提,根据固化体的浸出性能,评价不同固化剂及辅助剂组合对重金属污染土壤的固化效果.结果表明:m(水泥)∶m(粉煤灰)∶m(生石灰)为2∶1∶1和1∶1∶2的固化剂组合具有很好的固化效果.水泥用量占固化体总量的30%时,3种重金属的固化率均达到99%;水泥+粉煤灰+生石灰固化体系的固化效果仅次于水泥,在m(水泥)∶m(粉煤灰)∶m(生石灰)为1∶1∶2和2∶1∶1时,30%的固化剂用量使3种重金属浸出质量浓度均满足危险废物填埋入场标准;水泥+粉煤灰和粉煤灰+生石灰固化体系的固化性能相对较差,粉煤灰参与固化反应表现出明显的滞后性,当用生石灰作为辅助剂参与反应时,粉煤灰中所含有的活性SiO₂和Al₂O₃在碱性条件下得到激发,从而进一步强化了粉煤灰的固化性能.      

城市垃圾焚烧飞灰的硅酸盐水泥稳定化效果研究

采用南方某城市生活垃圾焚烧厂的飞灰进行了硅酸盐水泥稳定化效果及工艺的研究,实验分别就水泥添加量、添加剂的使用、养护时间和浸取剂pH值等因素,考察了飞灰中重金属(Cd,Pb,Cu,Zn)的稳定化效果.结果表明,当硅酸盐水泥/飞灰=10%(质量比)时,采用硅酸盐水泥处理焚烧飞灰的稳定化产物中重金属的浸出浓度都已满足危险废物填埋场入场控制标准;当使用硅酸盐水泥对焚烧飞灰进行稳定化处理时,1d后其水化反应基本完成,此后稳定化处理后焚烧飞灰的重金属浸出毒性趋于稳定;pH相关性实验表明,当使用浸取剂的pH值在3～11的范围变化时,处理后的焚烧飞灰其浸出液的pH基本稳定在7左右,证明该法产生的稳定化产物对环境pH值有很好的适应性.     

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.     

城市生活垃圾焚烧飞灰的熔融分离处理

焚烧法处理城市生活垃圾已在世界先进发达国家广泛采用。垃圾焚烧飞灰含有大量的重金属,必须进行合理安全处置。在分析城市生活垃圾焚烧飞灰的物理化学性质基础上,研究了垃圾焚烧飞灰固化成型、熔融分离的无害化处理新工艺。实验结果表明：飞灰固化成球的适宜粘结剂为5%～7%消石灰,养护时间为10～12 d,固化球强度达0.24 kg/cm²以上,可以满足运输和熔化分离要求;固化后的飞灰在1 300℃左右熔融分离后,重金属的分离效果好,达到97%以上,可达到无害化处理标准;对1 300℃和1 400℃熔融分离后熔渣的重金属浸出毒性测试显示,重金属浸出毒性问题可以完全解除。研究结果表明,采用飞灰固化-熔融分离工艺处理城市生活垃圾焚烧飞灰是可行的。     

石化危险废物焚烧灰渣的高温熔融处理

采用高温熔融技术对石化行业危险废物经回转窑焚烧炉处理后产生的飞灰和底渣进行玻璃化处理，并对其理化特性及重金属的固化效果和浸出毒性进行了分析。结果表明，飞灰和底渣中含有大量Na₂CO₃，可作为熔融玻璃化的助溶剂，加入SiO₂后经高温熔融可生成玻璃体熔渣，其玻璃体质量分数满足《固体废物玻璃化处理产物技术要求》(GB/T 41015—2021)中不小于85%的要求。熔渣中主要重金属的固化率均大于85%，浸出毒性远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)中的标准限值，表明高温熔融实现了对飞灰和底渣的无害化处理。     

受污染底泥固化/稳定化处理及营养物质释放特征研究

以广州市车陂涌受污染底泥为研究对象,通过掺杂不同比例的粉煤灰、水泥、石灰和膨润土,对底泥进行固化/稳定化处理试验,探讨底泥经处理后的产物中碳素和营养盐的释放特征。结果表明：实验条件下底泥固化/稳定化处理基本不会减少碳的释放,但会改变其释放形态,未经处理的底泥释放的TOC被迅速矿化,而底泥固化/稳定化处理产物释放的TOC稳定存在。在试验期内,底泥固化/稳定化处理对产物的硝态氮释放无明显影响;固化/稳定化处理能有效促进氮磷的稳定,固化体氨氮和磷酸盐的释放量明显降低,分别比未经处理的底泥减少了67.4%和76.4%以上。不同来源的粉煤灰由于成分不同,在底泥固化/稳定化处理中的作用存在差异,掺杂珠江电厂的粉煤灰Z对氨氮和磷酸盐的稳定化效果优于恒运电厂的粉煤灰H。固化/稳定化技术为疏浚底泥提供了一种安全的处理方法,为粉煤灰提供了一种有效的资源化途径。     

模拟核素铈的钙钛锆石固化

采用高温固相反应法,以CaF2、ZrO2、TiO2和CeO2为基料,进行了含铈钙钛锆石陶瓷固化体的合成。结果表明:1320℃的烧制温度下,可合成性能良好的含铈钙钛锆石陶瓷固化体;采用XRD、SEM等分析方法,证实了钙钛锆石对CeO2的最大包容量不超过25%;固化体中铈的浸出率在10-8cm/d的量级。     

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。