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文檔簡(jiǎn)介
1、隨著對(duì)資源的大量開(kāi)發(fā)和利用,一種具有高含水率特征的廢棄泥漿在能源和環(huán)保問(wèn)題上開(kāi)始引起人們的重視。目前的固化技術(shù)處理成本高、處理量小及應(yīng)用性差,不能滿足高含水率廢棄物的固化要求。高水廢棄物的固化減量處理對(duì)固化體用作農(nóng)用資源、填充材料、建筑材料等具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
生活污泥作為一種高含水率廢棄物,具有含水率高、處理量大等特點(diǎn),本文將高含水率生活污泥作為主要研究對(duì)象,選用磷酸鎂鉀水泥(MKPC)和復(fù)合水泥作為固化劑對(duì)生活污泥進(jìn)行固化
2、,以及復(fù)合水泥對(duì)高含水率金渣進(jìn)行固化處理,探究固化劑的配比和摻量對(duì)固化體的抗壓強(qiáng)度、含水率、增容比、流變性等性能影響。同時(shí)利用激光粒度分析、X射線衍射(XRD)分析、掃描電鏡(SEM)分析、水化熱分析等測(cè)試方法,從原料性能、物相組成、顯微結(jié)構(gòu)及水化進(jìn)程進(jìn)行分析,并探討了固化機(jī)理。
主要研究結(jié)論如下:
(1)在MKPC固化高含水率污泥體系中,固化污泥的強(qiáng)度、流變性、含水率、體積收縮率與污泥含水率、固化劑摻量及硅灰摻量密
3、切相關(guān)。隨著MKPC摻入量增加,固化污泥的強(qiáng)度逐漸增加,增加的幅度(斜率)與污泥初始含水率密切相關(guān),含水率越低,固化污泥強(qiáng)度越高,當(dāng)污泥含水率從94%降到85%,摻加20 wt% MKPC的固化污泥3d和7d的抗壓強(qiáng)度分別增加了0.47 MPa和2.4 MPa;適量的硅灰摻入可以提高固化污泥的強(qiáng)度,且強(qiáng)度滿足填埋要求。MKPC和硅灰顯著增加固化污泥的粘度和屈服應(yīng)力并降低拌合物的工作性。MKPC和硅灰均可以降低污泥的含水率,含水率為94%
4、的污泥經(jīng)7d固化后,含水率均可降到30%以下,滿足填埋要求(60%)。MKPC和硅灰均可降低污泥的體積,固化7d時(shí),摻加30 wt% MKPC的固化污泥增容比為0.53;在摻加30 wt%MKPC條件下,復(fù)摻30 wt%硅灰的固化污泥增容比為0.68。隨著MKPC摻量從20 wt%增加到40 wt%時(shí),固化污泥7d的體積收縮率從40 wt%增加到62 wt%,MKPC的摻量越大,其體積收縮率越大;當(dāng)30 wt% MKPC復(fù)摻硅灰時(shí),隨硅
5、灰摻量增加,固化污泥的收縮率降低。
(2)在三元復(fù)合水泥固化高含水率污泥體系中,高鋁水泥(HAC)/二水石膏(C(S)H2)和硅酸鹽水泥(PC)/高鋁水泥均對(duì)固化體的力學(xué)性能、流變性、礦物組成及水化速率有影響。污泥含水率為94%,固化劑摻量為30 wt%。隨著HAC/C(S)H2比例降低,固化污泥的抗壓強(qiáng)度先增大后降低,未出現(xiàn)倒縮;隨著HAC/C(S)H2的降低,固化污泥的粘度和屈服應(yīng)力也逐漸降低;HAC/C(S)H2對(duì)固化污
6、泥的水化進(jìn)程有影響,當(dāng)HAC/C(S)H2由15/10降低為13/12時(shí),延遲了硅酸鹽水泥的水化時(shí)間。隨著PC/HAC增大,固化污泥的抗壓強(qiáng)度先增大后降低,未出現(xiàn)倒縮;且隨著PC/HAC的增大,固化污泥的粘度和屈服應(yīng)力逐漸降低。隨著復(fù)合水泥固化劑總摻量增大,固化污泥的抗壓強(qiáng)度也不斷增大,復(fù)合水泥固化劑摻量為40 wt%時(shí),3d、7d和28d的抗壓強(qiáng)度分別為1.4 MPa、3 MPa和4.8 MPa;當(dāng)復(fù)合水泥固化劑摻量低于20wt%時(shí),
7、固化體的最高強(qiáng)度將低于200kPa,無(wú)法滿足填埋要求(0.35MPa)。
(3)在復(fù)合水泥固化高含水率金渣體系中,金渣的性質(zhì)、復(fù)合水泥的配比對(duì)固化金渣的強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間、礦物組成有很大影響。其中固化劑摻量為15wt%,水固比0.53。在HAC-PC-C(S)H2體系中,試樣(HAC∶PC∶ C(S)H2=15 wt%∶10 wt%∶75 wt%)1d,7d和28d的抗壓強(qiáng)度分別為1.2 MPa,3.4 MPa和2.8 MPa。固
8、化金渣中存在二水石膏的衍射峰,這可能由于金渣含有的可溶性硫酸鹽,導(dǎo)致二水石膏在液相中的溶解度太低。在HAC-PC-CH體系中,試樣(PC∶HAC∶CH=70 wt%∶10wt%∶20wt%)1d,7d和28d的抗壓強(qiáng)度分別為1 MPa,3 MPa和5 MPa,且后期強(qiáng)度倒縮不大。以硅酸鹽水泥為主體,摻加適量的鋁酸鹽水泥和少量的熟石灰可形成早期強(qiáng)度高,且強(qiáng)度較為穩(wěn)定的高標(biāo)號(hào)填充體。熟石灰與高鋁水泥縮短固化金渣的初凝時(shí)間,獲得較好的早期強(qiáng)度
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