水泥窑协同处置技术对固化重金属作用的研究

采用重金属化学药品替代固体废弃物中的重金属,掺入到水泥生料中,通过模拟水泥烧制过程,研究熟料对重金属元素的固化率。试验样品采用荧光分析和《浸出溶液试验标准》两种分析手段,通过对试验结果的对比可以得出:熟料在烧制过程中对大部分重金属元素都有较好的固化作用,水泥窑协同处置技术处理固体废弃物,对于固化重金属具有很好的效果。     

重金属离子在水泥砂浆中的浸出性研究

采用在生料中掺重金属化学试剂在实验室条件下烧制出的熟料,研究了重金属元素在水泥应用过程中的流向,模拟德国的水槽试验法测试了水泥砂浆中重金属离子Ph、Cd、As和Cr在不同pH值浸出液条件下的长期浸出行为,探讨了酸性条件对重金属浸出的影响。结果表明：Pb、Cd及Cr^3＋均可以稳定固化在砂浆内部,长期浸出固化率可达99．9％以上;酸性条件可以抑制Cr^3＋的浸出,促进Cr^6＋的浸出,对Pb、Cd、As的浸出影响较小。     

水泥工业生产过程重金属的管控

介绍了水泥工业产品中重金属含量限值、水泥生产过程中的重金属来源分析、水泥生产企业重金属排查工作方法、协同处置生活垃圾对水泥产品质量的影响分析等,重金属排查结果可看出,水泥熟料中重金属控制主要方向是水泥生产的常规铁铝质矫正料,协同处置生活垃圾后,水泥熟料、水泥产品的浸出特性不会发生显著性改变。     

水泥固化作用对固体废弃物中重金属浸出特性的影响

近年来,越来越多的固体废弃物以较高的消纳率再生用于生产混凝土、砂浆等水泥基材料。为了研究水泥固化作用对固体废弃物中重金属浸出特性的影响,对不同种类和不同掺量比例固体废弃物砂浆进行了系统的重金属浸出试验研究。结果表明,重金属浸出浓度随着固体废弃物掺量比例的提高而增大;不考虑物理稀释作用,同种类固体废弃物的砂浆试样折算后的重金属浸出浓度比较接近;随着养护龄期的延长,重金属浸出浓度呈降低趋势。     

垃圾焚烧飞灰制备硫铝酸盐水泥的安全性研究

采用垃圾焚烧飞灰辅以其他校正原料,控制碱度、铝硫比和铝硅比分别为1.05、2.5和3,煅烧制得硫铝酸盐水泥熟料,研究了石膏对硫铝酸盐水泥性能及水化过程的影响,并采用不同浸出试验方法分析硬化水泥浆体中重金属的浸出特性。结果表明:以垃圾焚烧飞灰可成功煅烧制得以C4A3S和C2S为主的硫铝酸盐水泥熟料,石膏影响熟料中C4A3S的水化程度和钙矾石生成量,有助于硫铝酸盐水泥早期强度发展;而熟料中C2S持续水化有助于水泥后期强度的稳定增长;采用醋酸作浸出液相对去离子水,使得重金属浸出浓度有所增加;破碎和完整的试样在去离子水、醋酸溶液中重金属浸出浓度均远低于相关标准关于毒性浸出浓度的最高限值。     

不同pH值浸取液对重金属长期浸出行为的影响

本文采用不同pH值的浸取液,研究了水泥胶砂样品中各重金属在浸取液中的长期浸出扩散行为。结果表明:Cd,Mn,As三种元素均未检出;Cu离子在水溶液中,仍然具有较强的浸出性;Cd、Pb、Cr(Ⅵ)的浸出迁移性则随着浸取液酸度的增大而增强;浸泡180d后,各重金属的固化率仍在99%以上,且表面浸出率处于10-5cm.d-1的数量级,说明水泥产品中重金属的迁移是一个长期而缓慢的过程,不会对环境产生危害。     

生活垃圾焚烧炉渣与矿渣双掺制备少熟料砌筑水泥的研究

对生活垃圾焚烧炉渣与矿渣双掺制备的少熟料砌筑水泥的各项物理性能及其制品中重金属溶出的环境安全性进行了研究。结果表明：炉渣掺量越高,砌筑水泥胶砂强度越低;复掺矿渣后,炉渣中的碱离子能激发矿渣的活性,使强度降幅减小;掺入占矿渣掺量9％的水玻璃（固含量为45％,模数为1．6）能有效改善凝结时间,使之达到标准要求;当炉渣掺量为45％,矿渣掺量为44％,水泥掺量为11％时,能在最大限度消耗炉渣、使用矿渣和减少熟料的同时,保证强度达到最佳值;掺炉渣和矿渣的砌筑水泥制品的重金属浸出浓度均低于浸出毒性标准限值,且低于V类地表水标准限值,不会对环境造成污染。     

水泥窑协同处置固危废对砷、铬挥发率的影响

结合窑系统运行情况和熟料质量分析,研究了协同处置固危废后熟料重金属砷、铬变化及其在水泥窑煅烧过程中的挥发情况。结果表明：总铬的挥发率随着固危废铬投加总量的增加而增加,水泥窑煅烧过程中,总铬平均挥发率为30.52%,为了确保水泥六价铬在国标限值内,熟料总铬含量应在60.84 ppm以内。处置硫化砷渣期间,砷挥发率有降低趋势,砷平均挥发率为38.44%,且水泥重金属浸出均在国标限值内。     

利用水泥窑协同处置酸洗污泥的工程应用

在生料配料过程中,配入少量不同行业的酸洗污泥,考察利用水泥窑协同处置不同种类酸洗污泥对熟料中可浸出重金属含量、熟料率值、抗压强度、水泥凝结时间、水泥安定性等参数的影响。协同处置酸洗污泥的同时,检测了烧成系统窑尾废气中的铬、镍、铅、铜、锰等重金属排放浓度。结果显示,利用水泥窑协同处置适量的酸洗污泥,不影响熟料和水泥的质量,各种气态污染物能满足国家相关标准的要求。     

不同粒径城市垃圾焚烧飞灰中重金属的浸出规律研究

集中焚烧法已经逐渐成为我国城市生活垃圾处理的主要方式,但其中的重金属在焚烧过程中不会被破坏,最终主要集中在垃圾焚烧飞灰中排出。在垃圾焚烧飞灰的安全填埋过程中由于受到环境因素的影响,例如酸雨,其中的重金属会逐渐的发生迁移,从而影响环境。文章对不同粒径的垃圾焚烧飞灰中的重金属浸出特性进行了研究,实验结果表明：小粒径垃圾焚烧飞灰所占比例较大。不同粒径对重金属的浸出特性比较复杂,浸出浓度均不相同,其中除尘器飞灰中的重金属浸出浓度远高于其他三种飞灰,属于有浸出毒性的危险废物。     

水泥窑协同无害化处理广州市河涌淤泥的研究

研究了广州市某河涌淤泥的物理化学特性,直接以淤泥作为部分替代原料配制水泥生料,研究了熟料煅烧过程中有害组分的挥发特性、熟料性能,并模拟酸雨(pH=3.2)条件下研究水泥制品的重金属环境安全性。结果表明,淤泥经水泥窑高温煅烧后,其所含重金属能有效固化在水泥浆体系里,环境安全性好。     

Comparison of the fixation of heavy metals in raw material, clinker and mortar using a BCR sequential extraction procedure and NEN7341 test

The release potential and leaching behavior of five heavy metals (As, Cd, Cr, Cu and Pb) in raw material, clinker and mortar were studied by the three-step sequential extraction procedure proposed by the commission of the European Communities Bureau of Reference (BCR) and NEN7341 leaching test. The results of two experimental methods were compared to show the fixation difference of heavy metals among three kinds of samples. The results of NEN7341 leaching test show that the maximum leached concentration of cement products is low and the leached fraction of five heavy metals represents less than 15% of the total heavy metal content of the cement product. To refer to the bulk content as a criterion of environmental impact is not appropriate. The results of sequential extraction procedures show that the bonding forms of heavy metals change a lot in three samples. The contamination factor (Cf) and the leached fraction of each element in three samples indicate that all the elements are better fixed in cement products than in raw material due to calcination and hydration. To most elements, the relative metal retention is higher in mortar than in clinker. Compared within the five analyzed elements, Cd is better retained and Cu is worse retained in the same kind of sample.     

重金属污泥磨细粉对硅酸盐水泥基材料性能的影响

为了更好地实现对重金属污泥的资源化利用,研究了高温无害化处理重金属污泥与建筑渣土混合渣料磨细粉对硅酸盐水泥基材料工作性、力学性能、早期收缩变形、抗氯离子渗透性能及重金属浸出的影响及机理。研究结果表明,随着磨细粉掺量的增加,硅酸盐水泥基材料的工作性没有降低,但其力学性能均有一定程度下降,这说明磨细粉与硅酸盐水泥的需水比相差不大,但其掺量越大水泥基材料中水泥的量越低,其强度均会有一定程度下降。磨细粉不会引起硅酸盐水泥基材料的体积安定性问题,可以提高早期抗裂性,但会降低其抗氯离子渗透性能。含磨细粉试件中重金属的浸出浓度、水胶比的下降与龄期的上升呈负相关,且在28 d龄期下含40%(质量分数)磨细粉的硅酸盐水泥基材料中重金属Cu、Ni、Zn和Cr的浸出量均低于GB 30760—2014《水泥窑协同处置固体废弃物技术规范》规定的浸出浓度限值。     

不同底物浓度下生物淋滤垃圾焚烧飞灰中重金属的动力学研究

通过氧化硫硫杆菌生物淋滤处理城市垃圾焚烧飞灰中的重金属。采用分批摇床培养,研究了生物淋滤过程中,底物浓度(S)对飞灰中重金属去除速率的影响。采用经验方程研究了S浓度对飞灰中重金属去除速率的影响,得到不同S浓度下4种重金属(Cu、Zn、Cd、Pb)的去除速率常数km,其大小顺序为ZnCuCdPb。综合各个动力学参数推知S浓度为5 g/L是本生物淋滤体系的最佳底物浓度。     

流态固化土用无熟料胶凝材料的性能研究

流态固化土是近年来为提高市政、建筑工程狭窄空间回填质量而发展的一种新材料。本文采用钢渣粉、CFB脱硫灰、稻壳灰等多种低品质固废作为无熟料胶凝材料制备流态固化土,并对流态固化土的无侧限抗压强度、干燥收缩性能、重金属浸出性能、微观结构等开展相关试验。研究表明:采用无熟料胶凝材料制备的流态固化土,其拌合物流动扩展度和无侧限抗压强度可满足一般填筑工程的要求,硬化体的干燥收缩值明显低于同掺量的水泥固化土,且无重金属浸出毒性超标的风险;在多种固废协同作用下,土颗粒聚集成团,孔隙明显减小,絮状的凝胶与针棒状的钙矾石晶体相互交织,附着在土颗粒表面,联结土颗粒,使得固化土的强度显著提高。     

电炉精炼渣中重金属在不同溶液体系的浸出行为

采用全溶实验、短期与长期浸出实验,对电炉精炼渣中重金属元素的浸出行为进行研究,并通过SEM与XRD分析其机理. 结果表明,电炉精炼渣中Ba元素短期浸出浓度最高值为52.10 mg/L,超出国家污水重金属排放标准;Ni元素短期浸出浓度最高值为0.025 mg/L,V元素长期浸出浓度最高值为0.176 mg/L,超出生活饮用水卫生标准. 重金属元素的浸出主要是由于钢渣中Ca2SiO4×H2O (C-S-H)等结构的破坏.     

水泥窑处理工业废物的工厂实验研究

Destruction of industrial waste in cement rotary kilins(CRKs) is an alternative technology for the treatment of certain types of industrial waste(IW).In this paper,three typical types of industrial wastes were co-incinerated in the CRK at Beijing Cement Plant to determine the effects of waste disposal(especially solid waste disposal )on the quality of clinker and the concentration of pollutants in air emission.Experimental results show that(1) waste disposal does not affect the quality of clinker and fly ash,and fly ash after the IW disposal can still be used in the cement production,(2) heavy metals from IW are immobilized and stabilized in the clinker and cement,and (3) concentration of pollutants in air emission is far below than the permitted values in the China National Standard-Air Pollutants Emission Standard(GB 16297-1996).     

利用水泥窑处理污水厂污泥的应用研究

介绍了利用水泥窑处理污水处理厂污泥的工业试验情况，研究结果表明，利用污水处理厂污染替代部分粘土质原料，可以生产出合格的水泥熟料，而且可以有效地消除重金属离子以及腐败有机物产生的危害。利用水泥窑处理城市废弃物是有效利用资源、节约能源和改善环境的可持续发展之路。