污泥-焚烧底灰混合固化配方及强度增长机理

第３６卷第２期２０１６年２月环境科学学报ＡｃｔａＳｃｉｅｎｔｉａｅＣｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅＶｏｌ．３６，Ｎｏ．２Ｆｅｂ．，２０１６基金项目：国家自然科学基金资助项目（Ｎｏ．５１２０８４７０）；浙江省科技厅项目（Ｎｏ．２０１３Ｃ３３０１２）；苏州市科技计划项目（Ｎｏ．ＳＳ２０１２２）ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．５１２０８４７０），ｔｈｅＺｈｅｊｉａｎｇＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＤｅｐａｒｔｍｅｎｔＦｕｎｄＰｒｏｊｅｃｔ（Ｎｏ．２０１３Ｃ３３０１２）ａｎｄｔｈｅＳｕｚｈｏｕＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒａｍ（Ｎｏ．ＳＳ２０１２２）作者简介：冯彬（１９９１—），男，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｆｅｎｇｂｉｎ９００６０７＠１２６．ｃｏｍ；∗通讯作者（责任作者），Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｐ＠ｚｓｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎＢｉｏｇｒａｐｈｙ：ＦＥＮＧＢｉｎ（１９９１—），ｍａｌｅ，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｆｅｎｇｂｉｎ９００６０７＠１２６．ｃｏｍ；∗Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｐ＠ｚｓｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎＤＯＩ：１０．１３６７１／ｊ．ｈｊｋｘｘｂ．２０１５．０５３１冯彬，陈萍，詹良通，等．２０１６．污泥⁃焚烧底灰混合固化配方及强度增长机理［Ｊ］．环境科学学报，３６（２）：５９０⁃５９８ＦｅｎｇＢ，ＣｈｅｎＰ，ＺｈａｎＬＴ，ｅｔａｌ．２０１６．Ｏｐｔｉｍａｌｍａｔｅｒｉａｌｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｆｏｒｃｏ⁃ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｅｗａｇｅｓｌｕｄｇｅａｎｄＭＳＷＩｂｏｔｔｏｍａｓｈａｎｄｉｔｓｓｔｒｅｎｇｔｈｐｒｏｍｏｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ［Ｊ］．ＡｃｔａＳｃｉｅｎｔｉａｅＣｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅ，３６（２）：５９０⁃５９８污泥⁃焚烧底灰混合固化配方及强度增长机理冯彬１，陈萍２，∗，詹良通１，林伟岸１，占鑫杰１１．浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室，杭州３１００２７２．浙江理工大学建筑工程学院，杭州３１００１８收稿日期：２０１５⁃０３⁃３１修回日期：２０１５⁃０６⁃０９录用日期：２０１５⁃０６⁃２５摘要：污泥与垃圾焚烧底灰混合固化是一种以废治废的处置方式．针对水泥固化污泥早期强度高、石膏固化污泥后期效果好的特点，分别采用水泥、石膏、水泥＋石膏为固化剂，和不同掺量的垃圾焚烧底灰，开展脱水污泥固化试验研究．对固化污泥的无侧限抗压强度、含水量、增容比、浸出毒性及ＣＯＤ、ｐＨ值进行了测试，并用扫描电镜分析了固化污泥微观结构的变化．测试与分析结果表明：脱水污泥的较优固化材料配方为１００％垃圾焚烧底灰、２５％水泥和２５％石膏，固化污泥的强度和含水量满足填埋要求，且增容比小，浸出毒性大幅降低．固化污泥的早期强度主要来源于垃圾焚烧底灰的骨架作用和吸水作用，后期强度增长主要依靠固化剂的胶凝作用和垃圾焚烧底灰的火山灰作用；其中钙矾石的生成是固化污泥强度增长的重要因素之一．关键词：污泥；固化；垃圾焚烧底灰；配方；强度增长机理文章编号：０２５３⁃２４６８（２０１６）０２⁃５９０⁃０９中图分类号：Ｘ７０５文献标识码：ＡＯｐｔｉｍａｌｍａｔｅｒｉａｌｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｆｏｒｃｏ⁃ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｅｗａｇｅｓｌｕｄｇｅａｎｄＭＳＷＩｂｏｔｔｏｍａｓｈａｎｄｉｔｓｓｔｒｅｎｇｔｈｐｒｏｍｏｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍＦＥＮＧＢｉｎ１，ＣＨＥＮＰｉｎｇ２，∗，ＺＨＡＮＬｉａｎｇｔｏｎｇ１，ＬＩＮＷｅｉａｎ１，ＺＨＡＮＸｉｎｊｉｅ１１．ＭＯＥＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｏｆｔＳｏｉｌｓａｎｄＧｅｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００２７２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｊｉａｎｇＳｃｉ⁃ｔｅｃｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００１８Ｒｅｃｅｉｖｅｄ３１Ｍａｒｃｈ２０１５；ｒｅｃｅｉｖｅｄｉｎｒｅｖｉｓｅｄｆｏｒｍ９Ｊｕｎｅ２０１５；ａｃｃｅｐｔｅｄ２５Ｊｕｎｅ２０１５Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏ⁃ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｄｅｗａｔｅｒｅｄｓｅｗａｇｅｓｌｕｄｇｅａｎｄｍｕｎｉｃｉｐａｌｓｏｌｉｄｗａｓｔｅｉｎｃｉｎｅｒａｔｏｒ（ＭＳＷＩ）ｂｏｔｔｏｍａｓｈｉｓａｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆｒｉｅｎｄｌｙｗａｙｏｆｄｉｓｐｏｓａｌ．Ａｓｃｅｍｅｎｔａｎｄｇｙｐｓｕｍｐｌａｙａｒｏｌｅｉｎｔｈｅｅａｒｌｙａｎｄｌａｔｅｒｓｔａｇｅｏｆｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｃｅｍｅｎｔ，ｇｙｐｓｕｍ，ａｎｄｔｈｅｉｒｍｉｘｔｕｒｅｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｈａ