建筑废弃泥浆/市政污泥的脱水及其滤泥的固化性能研究

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随着我国现代化和城市化进程的不断加快,基础设施建设项目日益增多,且城市人口数量不断增加,产生大量的建筑泥浆和市政污泥。若对其处理不当,不仅会影响施工进度、市容市貌,而且会对环境造成污染、对生态造成破坏,甚至危及公共安全等。因此,急需合适的脱水剂和有效的方法使建筑废弃泥浆/市政污泥快速脱水,并采用有效的固化剂使滤泥快速固化。本文以氧化钙、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、聚合硫酸铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚硅铝铁、粉煤灰等为单一脱水剂或复合脱水剂原料,研究其对建筑废弃泥浆/市政污泥脱水性能及滤泥中含水率的影响。在此基础上,研究氢氧化钠、氧化钙、脱硫灰和水泥等激发剂的用量对矿粉基固化剂固化滤泥试样的强度、吸水率、软化系数等的影响,并对固化剂的固化机理进行了探讨分析。研究结果表明:(1)单一脱水剂十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵和聚合硫酸铁对建筑废弃泥浆均有较好的脱水效果。当十六烷基三甲基氯化铵和聚合硫酸铁(PFS)的用量分别为0.1 wt%和2 wt%时,建筑废弃泥浆抽滤60 min后的脱水率分别为44.2%和46.9%,滤泥的含水率分别为41.3%和41.5%。复合脱水剂的脱水效果优于单一脱水剂的脱水效果,当十六烷基三甲基氯化铵、聚合硫酸铁与粉煤灰的质量比为1:20:10所制备的复合脱水剂用量为3 wt%时,建筑废弃泥浆抽滤60 min后的脱水率为48.7%,滤泥含水率为36.2%。(2)单一脱水剂氯化铁、聚硅铝铁、聚合硫酸铁(PFS)和聚合氯化铝(PAC)对市政污泥均有着较好的脱水效果。当聚合氯化铝的用量为2 wt%时,市政污泥抽滤10 min后的滤泥含水率最低,为65.7%。复合脱水剂的脱水性能优于单一脱水剂的脱水性能,当聚合氯化铝、聚合硫酸铁和粉煤灰的质量比为1:1:1,所制备复合脱水剂的用量为3 wt%时,市政污泥抽滤10 min后的滤泥含水率为62.2%。(3)以矿渣微粉为主要原料,氧化钙、脱硫灰和水泥为复合激发剂,制备了新型建筑废弃泥浆滤泥固化剂。复合激发剂对矿渣微粉有较好的激发作用,当矿渣微粉为71 wt%、氧化钙为9 wt%、脱硫灰10 wt%和水泥10 wt%所制备的固化剂与干滤泥的质量比为2:3,水灰比为0.5时,所制备滤泥固化试样在28 d龄期的抗压强度和抗折强度最大,分别为14.2 MPa和3.0 MPa,此时固化试样的吸水率和软化系数分别为6.7%和0.97。滤泥固化试样中形成了大量的针状钙矾石,提高了其性能。
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