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稻壳污泥混烧生物质灰渣的胶凝特性及其浸出研究

陈宇驰  王腾  万沙  周显  
【摘要】:目前对污泥的一种有效处置办法就是将其与生物质混烧,本文讨论将稻壳与污泥混合燃烧处理后的灰渣中重金属的水泥基材料进行自固化稳定化处理。研究了混烧灰在通常情况下的重金属浸出特性,运用SEM、XRD等手段对混烧灰的固化稳定化水化产物进行微观表征,利用连续浸出、多步提取方法对混烧灰-水泥固化体进行改良型BCR重金属浸出。结果表明,进过固化稳定化后的混烧灰渣重金属浸出量平均减少30%;尤其是Cu与Pb的稳定化率达到了80%左右。后期对固化体进行物理性能测试,在28天固化体的强度可以达到325水泥水平,综合环境因素以及物理强度特性证明该生物质混烧灰可以作为胶凝材料掺和料使用。绪论随着我国对环境保护的日益关注及重视,《"十三五"全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》中明确提出"城镇污水处理设施产生的污泥应进行稳定化、无害化处理处置,鼓励资源化利用"。污泥焚烧处置由于具有高减量率,处理速度快,破坏大部分有机污染物,可以杀死一切病原体等一系列优点,逐渐成为国内外主流的污泥处置方式。为了减少能量消耗与分散污泥中的水分,将生物质如稻壳、秸秆、腐叶等掺入污泥降低其共熔点是目前大多数节能电厂采取的措施。然而,污泥与生物质在混烧后产生了大量灰渣,这种灰渣在特定的情况下可以将其资源化利用。国内外对于这种灰渣研究尚少,对于这种含有丰富火山灰成分的固体废物进行资源化利用意义是十分巨大的。典型的利用途径有:作为混凝土材料掺料,提取其中的硅铝,改性作为吸声、防火、耐高温等特殊材料的原料。本研究采用水泥基材料对混烧灰进行自固化/稳定化处理。通过连续试验,讨论自固化体的长期浸出行为。分析混烧灰的加入对水泥基固化体的水化特性、力学性能及耐久性能的影响。结合水化产物、固化体微观形貌及固化前后重金属化学形态分布的变化,探究自固化体的固化/稳定化机理。研究表明,这种材料可以小部分取代水泥作为胶凝材料,具有自水化活性,同时其固化稳定化之后固化体可以作为建筑材料使用。

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