利用垃圾焚烧飞灰固化污染底泥的实验研究

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1、利用垃圾焚烧飞灰固化污染底泥的实验研究天津城市建设学院学报第16卷第1期2010年3月JournalofTianjinInstituteofUrbanConstructionVol.16No.1Mar.2010环境与市政$刘汉桥1,3，刘彦博2,4，张曙光3，郝永俊4(1.天津城市建设学院，天津300384；2.天津科技大学，天津300457；3.天津渤海环保工程有限公司，天津300384；4.扬州泰达环保有限公司，江苏扬州225000)摘要：为探讨利用垃圾焚烧飞灰代替水泥进行污染底泥固化的可行性，研究了不同配比的底泥、水泥、垃圾焚烧飞灰的固化体抗压强度及

2、浸出毒性．结果表明：固化剂中用20%的垃圾焚烧飞灰替代10%的水泥配置的固化体7.d，其抗压强度可达0.24.MPa，重金属浸出浓度低于毒性标准，固化体可进入固废填埋场填埋处置．关键词：垃圾焚烧飞灰；底泥；水泥；重金属中图分类号：X705文献标识码：A文章编号：1006-6853(2010)01-0029-04河道清淤治理会产生大量的疏浚底泥，以天津大沽排污河为例，清出需处置的底泥量高达230万m3，其中受到严重污染的底泥约70万m3[1]．Hg，Cd，Zn，Pb的相对富集系数在部分污染严重的底泥中分别达到59.3，25.4，14.5和7.5[2]．为避免

3、———————————————————————————————————————————————二次污染，污染严重的底泥需固化处理后再填埋处置．污泥固化材料最初仅局限于水泥，后来研究者开始尝试以具有胶凝特性的工业废料，如研磨矿渣、粉煤灰等部分替代水泥进行底泥固化，实现以废治废，以缓解治理成本、土地资源、生态环境等方面的压力[3-5]．垃圾焚烧飞灰中含有重金属、二英、呋喃等有将垃圾焚烧飞灰作为固化材料部分替代水泥，可以减少水泥的用量，使填埋场的容积得以充分利用，实现以废治废，有明显的经济效益和环境效益．本实验对用垃圾焚烧飞灰代替全部或部分水泥进行固化的可行性进

4、行研究．11.1实验部分原料及固化剂实验用底泥取自大沽河底具代表性的断面上层害物质，被列入危险废物名录，国内一般直接填埋或用水泥固化后填埋处置．焚烧飞灰的主要化学组成为CaO，SiO2，Al2O3，且具有一定的胶凝活性[6]．如果表1项目底泥水泥垃圾焚烧飞灰SiO239.0218.8624.61———————————————————————————————————————————————CaO16.258.4829.52浮泥，底泥的含水率为44.2%．水泥采用天津水泥厂生产的骆驼牌425普通硅酸盐水泥，垃圾焚烧飞灰为天津某垃圾焚烧厂的布袋飞灰，其化学成分如

5、表1所示．％K2O2.020.203.58SO31.512.527.78LOI16.13.207.86底泥、垃圾焚烧飞灰、水泥的主要化学成分Na2O1.250.275.72Al2O311.045.027.28Fe2O34.515.144.30MgO2.183.873.18底泥、垃圾焚烧飞灰的重金属含量分析结果如表2所示．1.2实验方法将底泥直接按照比例与水泥、飞灰混合，均匀并搅拌3,min之后注入7.07,cm×7.07,cm×7.07,cm的试收稿日期：2009-10-30；修订日期：2009-11-26模中，经振实后在室温下养生24,h，成型后脱模，并

6、将表2底泥、垃圾焚烧飞灰的重金属含量项目底泥———————————————————————————————————————————————垃圾焚烧飞灰Cu524375Pb3761326Zn25113841Cd636Cr656212Ni98.363.0Hg4.24.6mg/kgAs41.59.7基金项目：建设部科技计划项目(2009-K7-25)；国家自然科学基金青年科学基金资助项目(20806051)；中国博士后科学基金资助项目(20080440680)；天津市科技创新专项资金项目(08FDZDSF03400)作者简介：刘汉桥（1973—），男，湖北鄂州人

7、，天津城市建设学院副教授，博士.30试体标准养护至预定龄期后测试其无侧限抗压强度，测试仪器为CBR-1型承载比实验仪；将破碎后的试块浸入无水乙醇-丙酮的混合液中洗涤，结束其水化反应，然后在70～80,℃的烘箱中放置4,h，烘干后破碎到相应粒度，采用固体废物浸出毒性浸出方法——硫酸硝酸法(HJ/T299—2007)[7]进行重金属的毒性浸出浓度测定，测试仪器设备包括FZ-6型翻转式振荡装置、AA800———————————————————————————————————————————————型原子吸收光谱仪等．实验结果为3个平行试模的平均值，实验方案如表3

8、所示．表3实验方案%编号河道底泥水泥垃圾焚烧飞灰S185150S2