水泥窑处置城市生活垃圾后续产品中重金属的浸出迁移性研究

在精细化预处理的条件下，利用水泥窑处置城市生活垃圾，不但能将垃圾作为原料，以减少矿山资源的耗费，又可利用水泥回转窑内的高温工况、碱性燃烧环境等优点，彻底处理掉垃圾中的有害物质，因此，该方法已成为我国垃圾资源化处置技术的重要发展方向之一，得到越来越广泛的关注。     

掺烧生活垃圾焚烧灰对生态水泥熟料物相及性能的影响

分别对掺烧生活垃圾焚烧炉渣及生活垃圾焚烧飞灰的熟料进行化学成分、XRD、水化性能与浸出毒性的分析,并与用化学纯试剂制备的熟料基准样进行对比研究。结果表明,灰渣中硫、氯等阴离子会降低熟料实际KH值;微量重金属元素则使灰渣掺烧熟料的铁相中C4AF特征峰的d值偏移。掺烧焚烧灰渣的熟料的安定性、标准稠度用水量、凝结时间、抗折强度与基准样相差不大,但是3d和28d抗压强度略有下降,应适当调高KH值予以抵销。掺烧灰渣熟料中重金属的长期浸渍溶出主要集中在早期,熟料对重金属的固化效果良好。     

用垃圾烧水泥

随着城市化进程速度的加快,城市规模不断扩大,城市人口迅速增加,城市垃圾的数量急剧上升。北京、上海两大城市的垃圾日产量竟达1万t以上。到了2002年7月,北京市每天垃圾产量达1万t多。城郊周围的垃圾山已超过7000座。合肥在中国仅算一个中等城市,光一个工业区,固体废物的年生产量约为92万t,生活垃圾的年产生量近30万t,其中危险废物3100t,到2005年,合肥市工业固体废物将达到118万t,生活垃圾48万t。为了处理这些垃圾,合肥将花费4.4亿元,建垃圾处理场。目前,全国城市垃圾正在以每年8%~10%的速度继续增长。到2002年7月,全国垃圾填埋场投资已突破…     

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．     

水泥窑协同处置固体废弃物水泥熟料重金属含量和水泥可浸出重金属含量检测及防控研究

通过水泥窑协同处置固废物水泥熟料及水泥重金属含量风险预警监测,从检测数据分析了熟料及水泥可浸出重金属超标的根本原因,并提出相应的预防和控制措施。     

养护时间对水泥制品中重金属浸出特性的影响

研究了水泥胶砂试件在不同养护时间下,重金属的长期浸出行为。结果表明：Cd,Mn,As三种元素均未检出;在水化早期,Cu、Pb、Ni具有较强的浸出特性;而Cr（Ⅵ）即使在水泥试件水化完全后,仍然具有很强的浸出特性。在水化早期,重金属离子的表面浸出率在105cm·d-1-104cm·d-1的范围内,其迁移是一个缓慢的过程,不会对环境产生危害。     

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。     

水泥窑处理城市垃圾的系统工程

当今,我国的城市垃圾的处理方法依然以填埋为主,而填埋所引起的占用大量土地、严重污染地下水等问题引起了学术界争论与思考。国外许多国家对废弃物的处理方式是首先尽可能由其它工业将废弃物以二次原料或二次燃料的形式加以利用,实在无法利用再进行焚烧处理后将残渣填埋处理。而欧盟早已提出,生活垃圾必须经过处理后才准许填埋。现在,寻找一种处理城市垃圾的新途径以避免环境污染已经得到了我国社会大众和科研人员越来越多的关注。通过水泥工业利用或销毁城市垃圾是近些年内国内外极其关注的课题,我们搜集了大量国内外利用水泥窑处理城市垃…     

城市垃圾减容化和资源化的一种有效途径--利用水泥熟料烧成系统处理城市垃圾的可行性研究

利用水泥熟料烧成系统处理城市垃圾是近年来水泥行业提出的一条新的垃圾处理途径。该途径一方面可以利用回转窑系统吸收反应垃圾中的有毒气体,另一方面垃圾焚烧后剩下的灰渣可以作为水泥的原料,将有害的灰渣和重金属固化在水泥熟料中,真正做到垃圾处理的“三化”目标,使危害降到最小。利用水泥烧成系统处理南京市的城市垃圾城市垃圾做水泥原料的可行性由于水泥回转窑内的高温工况和碱性燃烧环境,现代回转窑生产过程为其使用代用原料和燃料提供了可能性,从而也为现代社会综合利用自然环境和保护环境提供了一条有效途径。我们通过对南京市周边…     

硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥水化动力学的研究

研究了石膏掺量为3.5%(以SO3计,质量分数,下同)、磷铝酸盐水泥熟料掺量为10%的硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥的力学性能和水化动力学,测定了该复合水泥在不同水化时间下的Ca2 和[SiO4]4-溶出浓度、相应的电导率及pH值.研究结果表明,磷铝酸盐水泥的掺入不仅可以提高硅酸盐水泥的水化硬化速率,而且能使硅酸盐水泥的早期以及后期强度有不同程度的提高.该复合水泥水化硬化浆体的Ca2 和[SiO4]4-的相对溶出浓度、电导率及pH值均较同龄期的硅酸盐水泥低,说明该复合水泥的水化产物较为稳定,不易溶解,而且碱性较低.硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥的水化历程与硅酸盐水泥相同,经历5个阶段,即初始期或预诱导期、诱导期、加速反应期、减速反应期和稳定期.加速反应期的水化主要由成核反应控制,而稳定期的水化主要由扩散过程控制.     

城市生活垃圾降解-压缩特性试验研究

为了研究垃圾土在好氧和厌氧阶段因外部温度场的变化对降解特性的影响,选取重庆市某垃圾场作为研究对象,进行了两种不同温度控制的降解试验,同时对渗滤液中可溶解有机碳含量进行了追踪测试,试验结果表明：①不同有机物含量垃圾土试样,当外部温度场小于22℃或者大于45℃时,温度对有机质降解的影响较小;②当温度在22℃~45℃时,根据垃圾土产气量、渗滤液溢出量以及质量损失率得出此温度区间对垃圾中有机质的降解起明显加速作用,降解反应程度在41℃时最大;③根据温度-质量损失率关系,推导了考虑温度效应的分阶段垃圾土降解率计算模型,并且得出垃圾土的降解率在0~180 d符合自然降解规律,为时间的函数;在180~360 d,降解率为时间和温度的双重函数;模型验证结果表明,计算结果与试验结果能够比较好的吻合。     

城市固体废弃物动力特性试验研究

参照杭州天子岭填埋场城市固体废弃物(MSW)主要成分,人工配制固体废弃物试样,利用中型动三轴试验仪研究其在较大应变范围内MSW的动力特性。MSW的动剪切模量Gd和阻尼比D随着动剪应变γd的变化曲线与泥炭土的相关曲线形状基本一致,并且在相同应变时数值相差不大。在相同的动剪应变水平下,随着围压的增大,Gd增加而D减小;当动剪应变增大时,Gd减小而D增大。由于MSW的高压缩性,初始孔隙比不同对试样的动力特性影响不大。同时进行了现场剪切波速试验,确定了最大动剪切模量Gdmax的估算式。为便于应用,建议了归一化Gd和D与动剪应变依赖关系的取值范围和平均值曲线,并将其与OII填埋场MSW动力特性的研究结果进行对比,可以看出MSW的成分对其动力特性的影响还是比较大。     

城市固体废弃物(MSW)的工程性质

填埋是处理城市固体废弃物（ＭＳＷ）的主要方法，对现代卫生填埋场进行设计和审查时均需进行广泛的土工分析，正确选择废弃物的工程性质对填埋场设计工作极其重要。由于ＭＳＷ构成极不均匀，其工程性质变化范围很大，并随时间而变，而且很难进行直接量测。本文根据收集到的资料，给出了ＭＳＷ某些工程性质如容重、含水量、孔隙率、渗透性、持水率、凋蔫湿度、抗剪强度和压缩性等的典型值，可供现代卫生填埋场进行初步工程评价时作参考。     

城市生活垃圾中优先流规律的穿透试验研究

城市生活垃圾具有大孔隙特性,优先流是垃圾中水分运动的重要形式,目前垃圾中优先流基本规律尚不明确,优先流数值分析时相关参数的选取尚缺乏依据。通过垃圾柱穿透试验研究城市生活垃圾中的优先流,以Cl-为示踪剂,进行了不同埋深和龄期试样、不同高度试样和不同入渗强度的穿透试验,得到溶质穿透曲线,运用对数正态分布模型和双峰概率密度模型拟合试验结果,定量分析了垃圾中优先流规律。结果表明,通过大孔隙运移的溶液占比在55%~70%之间,垃圾中优先流现象明显。随着垃圾的埋深和龄期增加,参与溶质运移的孔隙比例增加,但通过大孔隙运移的比例减少,优先流程度降低;试样高度增加,参与溶质运移的孔隙比例增加,但其内部大孔隙贯通性变差,通过大孔隙运移占比减小,优先流程度降低;入渗强度增大,参与溶质运移的大孔隙占比增加,优先流程度增大。双峰概率密度模型比对数正态分布模型能更好地描述垃圾中溶质运移的优先流规律,同时为使用两域模型进行垃圾水分运移分析时的参数取值提供了依据。     

城市固体废弃物的复合指数应力–应变模型及其应用

在大三轴固结排水剪试验研究的基础上,提出了城市固体废弃物(MSW)的复合指数应力–应变模型。该模型参数少且有明确的物理意义,既可反映MSW在小应变情况下的非线性变形特性,也可反映其在大应变情况下的明显应变硬化特性。采用有限差分程序FLAC内置的Fish语言将复合指数应力–应变模型耦合入FLAC程序,并通过三轴压缩试验数值模拟得到了验证。最后利用该模型分析了某填埋场在竖向扩建堆体荷载作用下的应力压缩沉降、侧向变形以及新老填埋场交界面处中间衬垫系统的应变。结果表明:复合指数模型的计算结果总体上位于莫尔–库仑模型和邓肯–张模型之间;中间衬垫系统的拉伸应变可能导致压实黏土层发生破坏。     

垃圾土中有机物降解引起的体积缩减量与时间的关系研究

基于自制的侧限压缩–降解仪,对不同降解条件进行模拟对比试验,系统地研究了不同降解条件下垃圾土中有机物的生物降解过程。试验中收集了生物反应气和渗滤液并测定了相关指标,观测了垃圾试样的竖向变形,利用生物反应器成功地模拟了填埋场生物反应的三个反应阶段:初始调整阶段、过渡阶段及产酸阶段。通过对比试验的方法直接得到了生物降解引起的体积缩减量,研究表明,生物降解引起的体积缩减量随时间的延长呈指数型增长,生物降解引起的体积缩减量占垃圾体积的24%左右,降解速率及体积缩减量随反应阶段的不同而有较大的差异,产酸阶段生物降解引起的体积缩减量占总的生物降解引起体积缩减量的70%左右。     

垃圾土电阻率特性试验研究

以重庆市长生桥垃圾填埋场作为研究对象,基于垃圾土颗粒导电性分类,通过室内试验测试了不同因素(添加不同溶液、孔隙率、含水率、温度等)影响下垃圾土电阻率变化特征。试验结果表明:当垃圾土中添加渗滤液、Na Cl、Zn Cl2和柴油4种溶液时,垃圾土电阻率随垃圾土中孔隙率的增加均呈递减趋势;孔隙率一定时,随含水率的增加垃圾土中固液并联导电在垃圾土导电通路中的比例增大;渗滤液对垃圾土电阻率的影响在一定程度上受稀释作用控制,且随含水率的增加而减小;随着温度的升高,垃圾土的电阻率呈指数函数衰减趋势;含水率一定时,孔隙率的变化将引起垃圾土中3种导电模式的互相转化,且电阻率随孔隙率的增加呈幂函数减小趋势;利用高密度电阻率层析技术,对现场垃圾填埋体进行了电阻率实测,同时结合室内试验测试结果对电阻率剖面进行了分析;研究结果可为分析因降解引起的垃圾填埋体中渗滤液的富集状态和运移途径的变化,以及评价垃圾土内部结构的演化提供理论支持。     

城市垃圾焚烧飞灰制复合阿利尼特水泥的试验研究

以城市垃圾焚烧(MSWI)飞灰为主要原料,在实验室成功烧制了阿利尼特水泥熟料,研究了研制的阿利尼特水泥熟料与石膏及混合材的适应性.结果表明,阿利尼特水泥宜添加石膏作为激发剂,适宜掺量为5％;阿利尼特矿物水化很快,可能是其早期强度的主要来源,具有开发为一种快硬水泥的潜能.MSWI飞灰和矿渣粉适宜用作阿利尼特水泥的混合材,试样AB3(阿利尼特水泥熟料80％+石膏5％+MSWI飞灰15％)和试样AD3(阿利尼特水泥熟料80％+石膏5％+矿渣粉15％)为较适宜比例.     

城市固体废弃物的动力特性及参数确定

参照杭州天子岭填埋场城市固体废弃物(MSW)主要成分,人工配制固体废弃物试样,利用中型动三轴试验仪研究其在较大应变范围内MSW的动力特性。由于MSW的高压缩性,初始孔隙比不同对试样的动力特性影响不大。建议了归一化动剪切模量和阻尼比与动剪应变依赖关系的取值范围和平均值曲线,并将其与不同塑性指数黏土的动力特性进行对比,可以发现MSW材料剪切模量衰减和阻尼比曲线较好的呈现出中塑性黏土的特征。最后,对城市固体废弃物的动剪切模量Gd和阻尼比D随动剪应变dγ的变化曲线进行了拟合,并给出了拟合公式的参数取值。