工业废渣和膨润土协同固化污泥的性能与微观特征

作     者：王安辉 张艳芳 倪娇娇 荣辉 詹其伟 黄展魏 WANG Anhui;ZHANG Yanfang;NI Jiaojiao;RONG Hui;ZHAN Qiwei;HUANG Zhanwei

作者机构：中建安装集团有限公司南京210023 天津城建大学材料科学与工程学院天津300384 江苏科技大学土木工程与建筑学院镇江212000 

基　　金：住房和城乡建设部科学技术计划项目(2021-K-114) 江苏省建设行业科技计划项目(2021ZD53) 

出 版 物：《环境工程学报》 (Chinese Journal of Environmental Engineering)

年 卷 期：2024年第18卷第3期

页      码：857-865页

摘      要：为探究工业废渣和膨润土协同处置市政污泥的应用效果,利用工业废渣(高炉矿渣和脱硫石膏)等量取代部分水泥,设计制备了低水泥掺量的工业废渣基复合固化剂(简称复合固化剂),开展了复合固化剂和膨润土协同固化污泥的无侧限抗压强度、浸出液重金属浓度及COD测试,评价了复合固化剂和膨润土对固化污泥力学特性和环境安全性能的影响。通过XRD、TG/DTG、BET、SEM等微观测试手段,明确了复合固化剂协同膨润土固化稳定污泥的微观结构特征。结果表明:采用高炉矿渣和脱硫石膏等量取代部分水泥可大幅度提升固化污泥的强度,复合固化剂的最优质量配合比为高炉矿渣∶脱硫石膏∶水泥=6∶1∶3;在复合固化剂固化污泥基础上,掺加膨润土可明显提升固化污泥的强度以及环境安全性,膨润土的最优掺量为10%;采用10%膨润土等量取代部分复合固化剂,固化污泥强度可提升17%~23%,浸出液中重金属离子浓度和COD值可降低40%~60%;相比水泥固化污泥体系,复合固化剂和膨润土协同固化污泥可生成更多的C-S-H凝胶、钙矾石晶体等水化产物,且膨润土具有较好的细化孔隙效应,二者协同作用共同提升了固化污泥的密实度和强度,而胶凝物质的物理包裹以及膨润土的物理吸附、离子交换等作用显著改善了固化污泥中重金属离子和有机质的稳定效果。本研究成果可为市政污泥的低碳固化和资源化利用提供参考。

主 题 词：污泥 工业废渣 膨润土 强度 重金属浸出 微观特征 

学科分类：083002[083002] 0830[工学-生物工程类] 08[工学] 

D　O　I：10.12030/j.cjee.202311070

馆 藏 号：203127490...