制革污泥固化、污染物阻释及其建材化技术的研究

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制革污泥中有机物、重金属、氨氮和盐类等污染物含量较高,因此在处理与处置上存在较大难度。将制革污泥建材化既能达到治理污泥的目的又能使污泥资源化,是一种较为理想的治理制革污泥的方法。本研究通过向制革污泥中添加水泥、硅酸钠、生石灰、熟石膏、钙镁磷肥和沸石粉等固化材料将其制备成污泥免烧骨料,然后用于取代碎石制备混凝土免烧砖,解决了制革污泥直接与固化材料混合制备免烧砖强度低且污染物浸出量大的问题。主要得到以下结论:(1)通过单掺实验、正交实验和极差分析初步确定固化制革污泥制备污泥免烧骨料的配比(以制革污泥质量的百分比计)为:水泥15%、硅酸钠4%、生石灰5%和熟石膏4%。(2)在初步确定的配比基础上,以钙镁磷肥替代20%的水泥、沸石粉替代30%的水泥分别作为优化配比制备污泥免烧骨料,可提高其强度和污染物阻释能力。沸石粉优化配比可显著降低总铬的浸出浓度,使其低于《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)的限值。XRD图谱分析发现不同配比制备的污泥免烧骨料的主要晶相均为钙矾石、方解石和石英,钙镁磷肥优化配比制备的污泥免烧骨料样品中存在鸟粪石。(3)用沸石粉优化配比制备污泥免烧骨料,将其用于取代碎石制备混凝土免烧砖。污泥免烧骨料取代率的增加会导致混凝土免烧砖的密度和抗压强度下降,吸水率、含水率及污染物浸出浓度增加。污泥免烧骨料取代率不超过50%时,混凝土免烧砖各物理性能指标均满足《混凝土实心砖》(GB/T 21144-2007)的要求。(4)在模拟酸雨中浸泡35 d会降低混凝土免烧砖的强度,污泥免烧骨料取代率越高,强度下降越多。模拟酸雨会使混凝土免烧砖的化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)、总铬、氨氮、总氮和总磷等污染物的浸出浓度在一定程度上提高,但与空白组相比提升并不显著。污泥免烧骨料取代率不超过50%时,混凝土免烧砖各污染物浸出浓度满足相应标准。
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