城市疏浚污泥早强固化试验.研究

《城市疏浚污泥早强固化试验.研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、武汉科技大学硕士学位论文第1页1．1疏浚污泥产生与处理第一章绪论为了改善湖泊的水质问题，我国每年都会开展大规模的湖泊疏浚、清淤工程，从而产生大量的工程污泥⋯。为了河道能够维持正常的泄洪能力和保证内陆航道的畅通，内陆河道的疏浚工程量也相当可观。而伴随我国港口、航道、海洋和海岸工程建设的迅速增长，海洋疏浚污泥也正在大量发生。例如，仅我国珠江三角洲地带每年产生的疏浚污泥就可达到8000万m3左右，东海、北海地区也产生了相当量的疏浚污泥。疏浚污泥以污泥和粘土为主，一般来说，含水率达到80％以上，多为液限含水率的1．2～2．0倍，粘土颗粒含量多在20％以上。由于疏浚施工的扰动其强度也非常低，静力触

2、探值小于200l(Pa，无侧限抗压强度在50kPa以下。因此，要将疏浚泥作为填方材料进行使用，必须改良其高含水率、低强度的性质。常用的污泥处理方法有物理处理方法、热处理方法和化学处理方法等三种。其中化学处理方法就是以固化剂固化污泥。国外的经验表明，减少疏浚泥废弃量的最好方法是将其通过技术处理转化为土工材料、建筑材料进行再生利用。这既符合我国建材资源可持续发展的方剐2川，也是世界上各发达国家最常用的方法之一。将成为废弃物的疏浚污泥经过处理后代替良好的砂土等土工材料使用，不但减少了废弃污泥对环境的影响，而且产生了新．．的土工材料资源，是一个一举两得的好方法。经无害化处理后的废弃物在建设过程中

3、重新利用是当今环境岩土工程研究的热点问题之一。“资源循环型社会’’在发达国家已经不是一个概念，而循环利用率指标成为了一个政府重要的工作指标之一。如在日本，整个土建行业的废弃物利用率。己经从1995年的58％提高到2000年的80％，污泥等建筑废弃土的利用率也达到了60％t川。1．2污泥化学固化处理技术研究现状1．2．1固化剂所谓化学固化处理【6．s】是用化学方法将有害废物掺和并包容在密实的惰性基材中，使其稳定化的一种过程。固化所用的惰性材料称为固化剂。固化过程有的是将有害废物通过化学转变或引入某种稳定的晶格中的过程，有的是将有害废物用惰性材料加以包容的过程。化学固化技术，首先是从处理放射

4、性废物发展起来的，欧洲、日本已应用多年，近年来，美国也很重视此技术。今天，固化技术已应用于处理多种有毒有害废物，如电镀污泥、砷渣、汞渣、氰渣、铬渣和镉渣等。固化剂可以分为传统固化剂和新型固化剂两类。最初传统固化剂的研究对象仅局限于对水泥，随着工程规模的扩大，需要进行固化处理污泥量越来越大，单纯的添加水泥不仅造价过高，而且加固效果也不理想。最近开始研究使用复合型固化剂，尤其是将一些工业废料例如粉煤灰、石灰、石膏等作为辅助固化剂的研究开第2页武汉科技大学硕士学位论文展较多。在一些特殊的工程当中，对污泥的加固效果有着较高的要求，添加传统固化剂难以满足要求，所以近年来出现了专门针对特殊土的固化剂

5、，一般称为新型固化剂。1．2．1．1传统固化剂传统固化剂，即水泥、石灰、粉煤灰等，其中水泥起主要作用。水泥是一种无机胶结剂，经水化反应后可形成坚硬的水泥块，能将砂、石等添加料牢固地粘结在一起，水泥固化有害废物就是利用水泥的这一特性。对有害污泥进行固化时，水泥与污泥中的水分发生水化反应生成凝胶，将有害污泥微粒分别包容，并逐步硬化形成水泥固化体。这种固化体的结构主要是水泥的水化反应产物3CaO·Si03水化结晶体内包进了污泥微粒，使得污泥中的有害物质被封闭在固化体内，从而达到无害化、稳定化的目的。实践证明，采用水泥固化处理各种含有重金属的污泥十分有效。在固化过程中，由于水泥具有较高的PH值使

6、得污泥中的重金属离子在碱性条件下，生成难溶于水的氢氧化物或碳酸盐等。某些重金属离子也可以固定在水泥基体的晶格中，从而可以有效地防止重金属的浸出。污泥中的重金属最终的固化效果与污泥、水泥、添加剂的配比，以及添加剂的种类有关。由于污泥特性的不同，为获得最佳配比，必须进行浸出性试验和强度试验。总之，力图以尽可能少的水泥得到一定强度的固化体，满足再利用的要求，同时又不易浸出。汤怡新f91、杨永狄【10】、张春雷【ll】等人研究了水泥掺加量对固化污泥强度的影响，结果表明水泥掺加量存在一个最低值，当水泥掺加量小于这个最低掺加量时，水泥对于污泥就没有固化效果。因而研究其他添加剂对不同土质固化污泥的效果

7、具有很大意义。黄新【l21、李俊才Il3】在水泥土的研究中发现，水泥固化技术提高强度的机理主要是水泥水化反应产生水化硅酸钙对固体废物颗粒的胶结作用。污泥由于含水率高，其中的无机固体颗粒成分非常少，固化处理后所形成的强度主要是依靠水泥水化反应形成的水化产物，而污泥自身对强度的贡献很少。而且污泥中的重金属对水泥的水化反应具有一定的阻碍作用。张亚梅【14J研究了不同类型的重金属对水化反应时间的影响，指出对于ZnO的掺量很低(如O．1％)，