入场飞灰重金属协同处置及环境风险评价研究

针对中国南方某地区富含Pb和Cd的垃圾焚烧飞灰,采用水泥与螯合剂进行固化/稳定化处置,分析水泥掺量和养护龄期对Cu、Zn、Pb、Cd离子浸出浓度的影响,结合微观形貌、化学组分及重金属形态分布进行重金属固化机理探究,比较了水泥固化与水泥-螯合剂协同处置的效果并提出优化方案,最后基于3种环境风险评估方法对处置前后的飞灰进行环境风险评价。试验结果表明：10%水泥掺入时大部分重金属处置效率可超过80%,且随着水泥掺量和养护龄期的增加,由于水铝钙石的固化作用,浸出浓度逐渐减小;采用水泥/螯合剂协同处置相比单一水泥固化能够减小10%的水泥用量,从而增加单位体积的飞灰处置量。经过水泥固化后,飞灰重金属的环境风险均有降低,水泥掺量分别为10%,20%,30%和40%时,飞灰重金属综合毒性指数风险值（STI）相比原灰减小10.2%,21.4%,41.8%和53.2%。结合本文数据和文献调研,框定了STI大于0.06时为高风险区的阈值,可较为广泛地应用于飞灰重金属处置的效果评价。     

垃圾焚烧飞灰在绿色超高性能混凝土中的应用

城市生活垃圾焚烧飞灰中重金属离子的浸出会对环境造成严重污染,因此该文对超高性能混凝土固化焚烧飞灰的可行性进行了研究.试验分析了当垃圾焚烧飞灰掺量为10％时,改变硅灰掺量对于飞灰超高性能混凝土性能的影响.采用力学性能测试、扫描电子显微镜和电感耦合等离子体质谱等测试方法对飞灰超高性能混凝土的力学性能、微观结构和重金属浸出浓...     

飞灰固化工程材料在碳化条件下的强度及环境特性研究

螯合剂常用于固定重金属污染物,水泥可有效提升材料的强度,而碳化效应对水泥基材料工作性能有着显著影响。因此,采用水泥和螯合剂对固体废弃物焚烧飞灰进行协同处理制备固化飞灰复合工程材料,并探究碳化效应对其强度及环境友好性的影响。结果表明,常规养护28 d的飞灰复合材料强度达到3~6 MPa,高达规范中水泥土强度标准的7.5倍,且其强度随着龄期及水泥掺量的增加而增大,而碳化效应可有效的提升材料的强度特性;经处理后的飞灰复合材料中重金属Cd、Pb、Ni和Cr的浸出分别仅为原灰的2.0%,1.0%,19.2%和14.1%,碳化试样浸出略高,但仍满足固废浸出标准;碳化深度随养护龄期的增加而增大,与水泥掺量呈反比。优良的工作性能和环境友好性使材料在建设工程领域展示出极大的资源化利用潜力和价值。     

垃圾焚烧飞灰砂浆试验研究

随着城市生活垃圾焚烧处理方式的不断推广,焚烧飞灰的产生量也不断增加。由于垃圾焚烧飞灰中富含有害重金属,属于危险废物,必须进行无害化处理。应用常规的工艺方法,用飞灰取代部分水泥制备砌筑砂浆;研究了飞灰对砂浆拌合物稠度、凝结时间等基本性能以及砂浆的力学性能和重金属浸出规律的影响,并进行了微观分析。试验结果表明,虽然飞灰会损失砂浆部分强度,但是砂浆能大幅度地减少重金属的浸出量;水泥对飞灰中重金属的固化效果良好,同时以飞灰作为辅助材料制备砂浆可以作为飞灰资源化利用的有效途径。     

水泥混凝土中垃圾焚烧飞灰连续毒性浸出研究

水泥稳定/固化垃圾焚烧飞灰是一种成熟有效的危险废物处理方法,该文通过试验考察了掺入飞灰后的混凝土试件的抗压强度以及毒性浸出特性,评价了水泥稳定/固化技术的有效性以及飞灰自身胶凝活性特点,结果表明,飞灰的掺入明显降低了试件的抗压强度,经过水泥固化后飞灰中主要毒性元素除Cr和Ni外浸出能力明显下降,而Cr和Ni元素浸出浓度严重超过标准规定值,因此对于Cr和Ni元素的固化应考虑水泥联合重金属螯合剂复合固化手段加以固化处置。     

焚烧灰中重金属溶出行为及水泥固化机理

垃圾焚烧飞灰是生活垃圾焚烧后烟气除尘器收下的物质，因其中含有水浸出性的重金属物质而被认为是危险废物，必须对之进行稳定化处理．主要研究了焚烧飞灰中重金属物质的浸出问题，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，用水泥稳定固化焚烧飞灰中重金属物质的效果良好，重金属物质通过物理固封、替代或吸附等形式可固化进水泥水化产物结构中．     

水泥固化污泥中重金属的浸出试验研究

通过对不同掺量比例的电镀污泥和生活污泥砂浆试样的重金属浸出试验,研究了水泥固化作用对污泥中重金属浸出的影响。研究结果表明,重金属浸出浓度随着污泥掺量比例的提高而增大;不考虑物理稀释作用,同种类污泥的砂浆试样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。     

垃圾焚烧飞灰混凝土试验研究

进行了飞灰单掺及复掺矿物掺合料的混凝土试验,对不同配比混凝土进行了微观形貌、工作性能、力学性能、耐久性能、重金属浸出量的研究.结果表明,单掺飞灰的混凝土具有良好的力学性能及耐久性能,且重金属的浸出量未超过国家标准,适当掺量的飞灰可直接应用于普通建筑混凝土结构.     

重金属铅对硫铝酸盐水泥水化及其浸出毒性的影响

研究了硫铝酸盐水泥体系下重金属铅对水泥水化进程的影响,以及硫铝酸盐水泥对重金属铅的固化/稳定效果分析.研究表明,重金属铅掺量达到一定阀值(本试验条件下为2.0%)时,才会对硫铝酸盐水泥水化产生明显影响.用硫铝酸盐水泥对重金属铅进行固化效果良好,重金属铅通过物理固封、替代或吸附等形式可固化入水化产物结构中,且2.0%硝酸铅掺量浸出毒性试验结果控制在国家标准要求之内.     

碱激发水泥固化稳定重金属污染土的强度和浸出特性试验研究

以固化重金属工业污染土为研究对象,采用两种碱激发水泥固化剂(A、B)对重金属污染土进行固化稳定处理。选用pH值、无侧限抗压强度试验、浸出和形态提取试验分别研究固化剂掺量和养护龄期对固化土强度、浸出及赋存形态的影响规律。强度和浸出试验结果表明:由火碱、偏高龄土或由消石灰、泡花碱组成的两种碱激发剂与普通硅酸盐水泥构成的固化剂(A、B)均可以改善污染土的强度特性,降低重金属Cd、Pb、As、Zn的溶出,随着固化剂掺量和养护龄期的增加,固化土A和B的强度、浸出及赋存形态均明显改善。但相同掺量和养护龄期条件下,固化土A的强度、溶出均好于固化土B。赋存形态试验结果表明:固化土A中Cd、Pb、As、Zn形态稳定性明显优于固化土B中的同类重金属,固化剂A可将污染土中的Cd、Pb、As、Zn从弱酸态向可氧化态和残渣态转化,而固化剂B可将污染土中的Cd、Pb、As、Zn从弱酸态向可还原态转化。固稳机制不同是固化土A、B的强度、浸出及赋存形态差异的根本原因。     

掺污泥残渣磷酸镁水泥的力学性能及对重金属固化效果研究

为了高效利用污泥废物,以污泥残渣为原料制备磷酸镁水泥,研究不同污泥残渣掺量对磷酸镁水泥力学性能和固化重金属效果的影响。结果表明:当污泥残渣掺量为5%时,磷酸镁水泥的力学性能最优,抗压强度为42.08 MPa;但继续掺入污泥残渣会影响磷酸镁水泥的水化过程,使其力学性能降低。掺入污泥的磷酸镁水泥经固化,其中的重金属浸出量大幅降低,远低于GB 5085.3—2007规定限值。     

烧结赤泥对磷酸镁水泥力学性能的影响及重金属固化效果研究

掺加烧结赤泥制备钙系磷酸镁水泥材料,通过力学性能测试、XRD和SEM分析研究了烧结赤泥掺量和反应条件对磷酸镁水泥微观形貌和力学性能的影响,并对重金属固化作用进行了初步探讨。结果表明:当烧结赤泥掺量为7%时,磷酸镁水泥的抗压强度达最大值43.27 MPa、凝结时间13.4 min、流动度127 mm。此外,磷酸镁水泥能显著降低烧结赤泥中的重金属元素Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)、Ni~(2+)的浸出浓度,浸出浓度远低于相应的鉴定标准,对其中所含的毒重金属元素均具有很好的固化效果。     

垃圾焚烧飞灰研制硫铝酸盐水泥及其水化特性

以城市垃圾焚烧飞灰(以下简称焚烧飞灰)为主要原料,在实验室电炉里成功烧成了硫铝酸盐水泥熟料.研究了硫铝酸盐水泥熟料的烧成过程、组成及其形貌特征,并分析掺加适量石膏的硫铝酸盐水泥水化及重金属浸出特性.结果表明:将焚烧飞灰作为主要原料可以煅烧出以C4A3(-S)和C2S为主要矿物的硫铝酸盐水泥熟料,焚烧飞灰在生料中的掺量不...     

不同来源重金属元素在混凝土中的浸出性研究

研究了不同来源重金属元素在混凝土中的浸出性,从胶凝材料、骨料和外加重金属元素三方面阐述重金属元素的浸出性。结果表明,纯水泥、水泥与粉煤灰质量比为7∶3、水泥与矿粉量比为7∶3三种胶凝体系中的重金属浸出率低,其中,纯水泥浆体中检测不到重金属离子的浸出;所选四个地区的天然粗骨料和六个地区的天然细骨料中的重金属含量和重金属浸出性各有差异,其中Pb和Zn相对含量及浸出率较高;而骨料中重金属的浸出率极低,Zn的相对浸出率较高;水泥净浆中外掺六种可溶性重金属盐或重金属氧化物表现出不同的重金属浸出性,外掺重金属氧化物,净浆的重金属浸出率较低,而外掺可溶性重金属盐,水泥净浆的重金属浸出率相对较高。     

解毒飞灰理化性质及制备混凝土的试验研究

通过对解毒飞灰化学成分、矿物组成、粒径分布、微观形貌、重金属含量等进行测试，分析了解毒飞灰的理化性质，并利用解毒飞灰复掺矿粉制备混凝土，对混凝土的工作性能、力学性能、相关耐久性、重金属浸出量等指标进行测试，研究解毒飞灰对混凝土性能的影响。结果表明：解毒飞灰主要化学成分为CaO、Al₂O₃、Si O₂，主要矿物成分为石膏、石英等，具有胶凝活性，可以作为制备混凝土的辅助胶凝材料；解毒飞灰取代量为30%时，有利于混凝土工作性能、力学性能的提高，同时可以提高混凝土的密实性，从而提高混凝土的耐久性；解毒飞灰中的重金属能很好的固化在混凝土中，解毒飞灰混凝土重金属浸出量均未超过国家标准，满足废弃物制备混凝土的安全性要求。     

飞灰固化搅拌机的技术特点

城市垃圾焚烧处理广泛应用,飞灰固化是其重要一环,飞灰固化的目的是将飞灰固化起来,将其所含含量较高的有害的重金属Cd、Pb、Zn、Cr等稳定化,在自然条件下不易析出。飞灰固化技术一般采用水泥固化,水泥固化是目前最资源化利用、最有效和最佳的途径。稳定化技术又分无机和有机两类:无机稳定药剂常用硫化物、硅酸盐、石灰等,有机稳定药剂叫螯合剂,目前有用二硫代氨基甲酸盐及其衍生物和二丙基二硫代磷酸铵等。飞灰固化和重金属稳定化必须要经过飞灰固化搅拌机(俗称混炼机)充分拌和才能让螯合剂或硫化物或石灰等与飞灰中的有毒重金属充分化学反应,起到稳定化作用;同时将水泥和飞灰拌和均匀,发挥水泥胶凝特性,充分保证飞灰被固化,整个过程我们不能忽略飞灰固化搅拌机的作用。在飞灰固化技术和稳定性技术研究过程中,飞灰固化搅拌机技术特点的研究是不可缺的;研究飞灰固化搅拌机的技术特点,可以帮助提高飞灰中药剂作用的稳定性和增强飞灰固化充分性的作用。     

氯离子对无机聚合物和硅酸盐水泥水化特性和硬化浆体性能的影响

研究了内掺氯离子对无机聚合物和硅酸盐水泥基本性能的影响,以及其硬化浆体对氯离子的固化特性及机理分析。结果表明:氯离子引入对无机聚合物及硅酸盐水泥的标准稠度用水量影响不大,对无机聚合物有缓凝作用,对硅酸盐水泥有促凝作用;氯离子对无机聚合物胶砂的抗压强度影响不明显,能提高硅酸盐水泥胶砂的早期抗压强度,但都能降低两种胶凝材料的抗折强度;内掺氯离子不改变无机聚合物和硅酸盐水泥的水化特性,但会改变放热峰的峰值及出峰时间;当水胶比一定时,无机聚合物与硅酸盐水泥硬化浆体对氯离子的固化能力总体的变化趋势表现为随龄期的增加而提高,随NaCl掺量的增加而下降,无机聚合物对氯离子的固化率低于硅酸盐水泥硬化浆体的原因是没有形成Friedel′s盐,仅仅由水化形成的C-S-H凝胶吸附氯离子。     

水泥固化锌离子污染土力学特性试验研究

水泥固化重金属污染场地在工程实践中取得了较好的处治效果,然而不同类型的重金属离子,由于其化学性质的差异,其相应的固化体物理力学性质也不同。本文基于锌离子污染土样,通过室内试验研究了不同浓度的污染物掺量下土样的强度及压缩特性,同时采用不同掺量的水泥对污染土样进行固化处理,并进行了相关强度及压缩试验。试验结果表明:锌离子会引起土样强度及压缩特性的劣化,但劣化程度较小,且离子浓度对其劣化程度影响较小;采用水泥对重金属污染土样进行固化,土的强度及压缩特性会显著增大,并随着水泥掺量的增加而提高;锌离子会显著抑制水泥的固化过程,当锌离子浓度达到1.25%时,7.5%的水泥掺量不能有效增强固化体强度及压缩特性。     

电弧炉粉尘的水泥稳定化处理

研究电弧炉粉尘(EAFD)的水泥稳定化处理。研究分析EAFD的主要特点,对含有EAFD样品进行了水化热、流动度、力学性能以及Zn、Cr浸出的测试。研究结果表明:掺加EAFD可以降低水泥水化热、延长水泥凝结时间;硅酸盐水泥对Zn的固化效果不及Cr理想,随着掺量增大,Zn、Cr的固化效果均变差;适量掺加Ca(OH)₂能够明显降低EAFD的缓凝效果,提高样品强度,大幅增加Zn的抗浸出能力。研究结果为EAFD在水泥中的利用以及水泥稳定化处理提供一定的理论依据。     

无机胶结剂固化生活垃圾焚烧底灰试验研究

垃圾焚烧底灰与无机胶结剂混合固化是一种固废转化的处理方式。分别采用不同掺量的水泥、石灰、石膏为固化剂,改变垃圾焚烧底灰掺量,开展底灰固化试验研究,对固化砌块的无侧限抗压强度、重金属浸出量进行测试,并进行XRD、SEM分析。结果表明:固化材料配比为100%垃圾焚烧底灰、25%水泥和25%石膏时,无侧限抗压强度最高,达18.5 MPa;固化砌块的强度随养护龄期的延长而提高;固化砌块满足Ⅲ类土壤环境质量要求,浸出毒性低于Ⅴ类地表水环境质量标准要求,可用作砌筑材料。