不同固化劑處理寒冷地區(qū)脫水污泥.pdf

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1、李紫葉等：不同固化劑處理寒冷地區(qū)脫水污泥不同固化劑處理寒冷地區(qū)脫水污泥李紫葉，姜琚秋，王琨，趙慶良(哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院，哈爾濱150090)【摘要】為了考察固化劑種類對(duì)寒冷地區(qū)脫水污泥固化效果，分別對(duì)12種固化劑在不同養(yǎng)護(hù)齡期(7d，14d，21d)下污泥固化體的含水率和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增加，污泥固化體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度增加，含水率降低。以快速降低污泥固化體的含水率為目標(biāo)：齡期7d+J固化劑，固化體含水率最低為6．89％；齡期14d+I固化劑，固化體含水率最低為4．86％；齡期21d+B固化劑，固化體含水率最低為2．27

2、％。以快速增加污泥固化體的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為目標(biāo)：齡期7d+K固化劑，固化體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為600．36kPa；齡期14d+I固化劑，固化體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為721．23kPa；齡期21d時(shí)+I固化劑，固化體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為834．28kPa。分別考察了養(yǎng)護(hù)齡期7d時(shí)12種固化劑制成固化體的重金屬浸出，結(jié)果均低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?！娟P(guān)鍵詞】固化劑；污泥固化體；含水率；無側(cè)限抗壓強(qiáng)度；重金屬浸出【中圖分類號(hào)】TU528．042【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1001—6864【2013)08—0001—03污泥由于其產(chǎn)量大、含水率高已成為限制污水處理事1實(shí)驗(yàn)材料與方法業(yè)發(fā)展的瓶頸

3、問題?。污泥中含有重金屬，會(huì)造成嚴(yán)重的(1)脫水污泥。取自黑龍江省某污水處理廠污泥脫環(huán)境和生態(tài)問題，因此必須進(jìn)行妥善處置J。污泥的常用水間，污泥的相關(guān)性質(zhì)見表1。處理處置方式有填埋、焚燒和厭氧消化。焚燒處理費(fèi)用高，表1污泥的基本性質(zhì)限制其應(yīng)用。污泥厭氧消化工藝在我國(guó)城市污水處理廠的應(yīng)用率較低，特別是我國(guó)jE方地區(qū)平均氣溫低，冬季氣溫在0~C以下。對(duì)污泥厭氧消化系統(tǒng)的運(yùn)行管理及能耗要求較高J。填埋對(duì)于污泥處理是應(yīng)用較為廣泛的一種處理方式。而直接填埋，脫水污泥的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和重金屬浸出率又都達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。固化技術(shù)常作為填埋的預(yù)處理，主要目的是固定廢物中污染物從而

4、防止或減小污染物釋放到環(huán)境中j。固化技術(shù)可以提高污泥的強(qiáng)度和硬度，限制重金屬的溶解度，并且使最終處理后的產(chǎn)物比之前的(2)分析方法。試驗(yàn)時(shí)，固化體的制作根據(jù)土工實(shí)驗(yàn)廢物更易于處置和轉(zhuǎn)換’。規(guī)范(GBT50123—1999)要求(試樣高度和直徑比為2：l～高強(qiáng)度和低浸出率是作為選擇最適宜的固化工藝的準(zhǔn)2．5：1)，試樣直徑3．91cm，高度8cm，分3層裝入制樣模具，則]。本研究選用水泥作為基礎(chǔ)固化劑，并分別添加爐渣，每層振動(dòng)2min后再裝入下一層。制樣后置于恒溫恒濕箱中粉煤灰，膨潤(rùn)土和三種無機(jī)鹽(CaC1：，A1(SO)，，MgSO)作養(yǎng)護(hù)(溫度20，濕度95％

5、)，養(yǎng)護(hù)1d后脫模，脫模后繼續(xù)為固化添加劑。水泥被廣泛用于污泥固化研究，它能確保養(yǎng)護(hù)至試驗(yàn)齡期(7d、14d、21d)。污泥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并形成一種穩(wěn)定的形式?。爐渣和粉煤無側(cè)限抗壓強(qiáng)度測(cè)定選用壓力試驗(yàn)機(jī)(SYE一300，浙江灰是燃煤發(fā)電空氣污染控制系統(tǒng)副產(chǎn)品，都可以作為污中科儀器有限公司)。重金屬的樣品浸出實(shí)驗(yàn)采用(GB／泥固化中的粘合劑，將其用于污泥固化可以實(shí)現(xiàn)廢物的資T5086．2—1997)《固體廢物浸出毒性浸出方法水平振蕩源化利用，達(dá)到以廢治廢目的。膨潤(rùn)土是一種無極高活性法》進(jìn)行。而重金屬的測(cè)定采用ICP儀(美國(guó)PE公司出產(chǎn)的火山灰粘土材料，它具有強(qiáng)吸水

6、性及離子吸附性，在污泥的OPTIMA8000等離子體發(fā)射儀)進(jìn)行測(cè)定。試驗(yàn)中采用水泥固化反應(yīng)中添加一定量的膨潤(rùn)土輔助水泥固化處理污烘箱法測(cè)定污泥固化體的含水率。泥，可以達(dá)到提高污泥固化體的強(qiáng)度和穩(wěn)定污染物的目2結(jié)果與討論的J。在以水泥固化污泥的基礎(chǔ)上添加無機(jī)鹽可以使污泥經(jīng)前期實(shí)驗(yàn)選擇出12種較好的污泥固化劑進(jìn)行研究?？焖龠_(dá)到所需要的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。在水泥基礎(chǔ)上分別添加單組分材料(爐渣、粉煤灰、膨潤(rùn)土)本研究考察了12種污泥固化劑對(duì)于污泥固化體的處理和雙組份材料(爐渣×粉煤灰，爐渣×膨潤(rùn)土，粉煤灰×膨效果，分別測(cè)定了12種污泥固化劑在養(yǎng)護(hù)齡期為7d、14d和潤(rùn)土)

7、以及同時(shí)添加無機(jī)鹽((s0)，CaC1，MgSO)，采21d時(shí)污泥固化體含水率，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和重金屬浸出率。用Design—expert優(yōu)選出l2組不同污泥固化劑(分別為[基金項(xiàng)目]國(guó)家自然科學(xué)坫金資助項(xiàng)目(51206036)；中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(HIT．NSR]F．201192)；哈爾濱市科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目(2010AA4CS024)2低溫建筑技術(shù)2013年第8期(總第182期)A～L)，具體方案A如表B2所C示。DEFGH●JKL均呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。與原污泥含水率81．95％相比，養(yǎng)護(hù)齡期7d時(shí)，含水率下降最多的是J種固化劑制成的固化體，表2l2

8、種固化劑固化污泥實(shí)驗(yàn)下降