以无机颗粒为主的废弃泥可使用该技术,处理后的产物大多数可以作为土方材料进行利用。而有机颗粒为主的废弃泥(比如市政污泥)经过固化处理也可改善物理性状和强度,可作为填埋前的预处理进行使用。
废弃泥固化处理
经向废弃泥中添加适量的固化剂,通过固化材料的水化作用使废弃泥的强度提高、渗透系数降低并对污染物起到一定的稳定化作用的过程。
- 英文名称
- solidification of waste mud
- 所属学科
- 土木工程
常用的固化剂主要是水泥基,由水泥与石灰、石膏、粉煤灰、膨润土等矿物材料混合制成。此外,高炉矿渣、可溶性硅酸盐、黏土以及其他材料均可作为辅助材料一起混合添加,减少水泥用量并提高固化效果。此外,还可通过添加一些药剂如氧化锌、氯化钙、氢氧化钙等,改变水泥的凝结时间,并提高固化体的抗压强度。含有黏土矿物的清淤淤泥也可作为骨架材料与水泥混合后用于其他废弃泥如污水厂污泥的固化处理。比较成熟的固化剂产品有GBR复合型固化剂(原料包括二氧化硅、三氧化铝、氧化钠、生石灰、氧化镁和水泥、粉煤灰和石膏),以及一些复合型的固化材料(原料包括水泥、粉煤灰和石膏)。
水泥的固化过程主要是利用水泥与废弃泥中的水分或者加入的水分发生水化反应,形成的水化产物及形成的强碱环境将废弃泥转化成结构完整的固化体,同时通过包裹、沉淀、吸附等作用将有毒有害污染物封闭在固化体中,从而达到改善废弃泥的物理力学性质和降低污染物活性的目的。固化机理基于物理改性和化学加固可以从以下4个方面进行解释:①原状废弃泥自身具有的强度。②水泥自身水化反应产生的胶凝性物质胶结废弃泥中土颗粒使其连接成一体。③黏土颗粒的团粒化运动。④水泥水化生成的氢氧化钙与废弃泥土颗粒中活性矿物成分生成的胶凝性物质进一步胶结土颗粒。此外,部分废弃泥中含有的重金属以及有机物等会对水泥的水化反应有阻碍作用,导致凝结时间延缓、强度形成滞后、污染物的稳定性失效等问题,影响固化效果。
废弃泥固化处理相关成套设备的研发已趋于成熟,主要由固化材料罐、废弃泥存储罐、废弃泥和固化材料定量输送系统、双轴搅拌和固化泥输送带等组成,该设备处理量大、运行稳定,且造价低廉。同时,越来越多的一体化固化处理设备的出现也提高了固化处理效率,实现了半自动化处理。
废弃泥固化处理仍是废弃泥常用的重要处理方法之一。同时,原位固化处理技术、表层快速固化处理技术、流动化处理技术及新型高效固化剂的研发是固化处理技术的重点发展方向。