印染污泥固化及稳定化处理研究_周剑波

摘 要 采用水 泥、粉煤灰和煤渣作为固化剂对印染污泥进行固化 /稳定化处理, 并探讨了固 化 /稳定 化的最佳工 艺条 件。当水泥、粉煤灰和煤渣的掺量分别为 0 15、0 02和 0 08 kg /kg, 养 护天数为 6 d时, 印染污 泥固化块 抗压强 度达到 330 kP a, 含水率为 44 6% , 符合填埋场的进场标准。固化块浸 出液中 C r、Cu、N i、Pb、Zn和 COD 浓度同固 化前相比, 分别降 低了 88 9% 、83 3% 、88 9% 、47 4% 和 69 3% , Cd则均未检出。固化剂对印染 污泥中 重金属及 COD 等污染 物具有 较好的 固定 作用。
印染污泥, 由于其中含有大量的重金属离子以及其 他一些化学药剂, 所以并不适用于农业及土地利用, 一般来说只能进行卫生填埋处理 [ 3] 。
印染污泥属于高含水率 ( 75% ~ 85% ) 、高有机 质、土力学性质很差的偏碱性物质, 且印染污泥与雨 水混合后, 有机质随渗滤液流出, 对后续渗滤液处理 造成不利影响。因而必须对印染污泥进行固化 /稳 定化处理后方可进场填埋。固化 /稳定化方法是一 种廉价、可行的污泥处理 技术, 可以 降低污泥流动 性、提高污泥强度、稳定污泥中重金属等污染物, 它 不仅可作为污泥卫生填埋、最终处置及利用的预处
第 5卷 第 2期 20 1 1年 2月
环境 工 程学 报
Ch inese Journal of Env ironm enta l Eng ineering
V o l. 5, N o. 2 Feb . 2 0 1 1
印染污泥固化及稳定化处理研究
周剑波 宁寻安* 刘敬勇 张 凝 杨佐毅 田 宇
( 广东工业大学环境科学与工程学院, 广州 510006)
Zhou Jianbo N ing Xunan L iu Jingyong Zhang N ing Yang Zuoy i T ian Yu
( College of Environm ental S cience and Eng ineering, G uangdong U n ivers ity of Technology, G uangzhou 510006, C h ina)
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环境 工程学报
第 5卷
污水处理厂的污泥 [ 8] 。粉煤灰是煤 粉经高温燃烧 后形பைடு நூலகம்的一种似火山灰质混合材料, 具有无机离子 交换特性和吸附脱色作用, 在一定程度上能吸附污 泥中的污 染物质。粉煤 灰与煤渣中 S iO 2 和 A l2 O3 成分在碱的激发作用下具有活性, 生成硅酸盐类的 钙矾石类物质, 使固化块强度增加。因此, 本文在调 研及参照前人工作的基础上, 采用水泥、粉煤灰和煤 渣作为固化剂来处理印染污泥, 讨论合适的固化剂 配比, 分析固化剂对污泥的固定效果的影响。
( 1 kg sludge)
实验 水泥 粉煤灰 煤渣 养护天数 抗压强度 含水率
编号 ( kg) ( kg) ( kg)
( d)
1
0. 05 0. 02 0. 02
5
2
0. 05 0. 05 0. 06
6
3
0. 05 0. 08 0. 10
7
4
0. 10 0. 02 0. 06
7
5
0. 10 0. 05 0. 10
理方法, 而且固化的污泥块也可转为土质材料进行
资源化再利用 [ 4 6] 。 水泥对城市污水处理厂污泥具有很好的固化效
果 [ 7] , 其水化反应产生的 Ca( OH ) 2、钙矾石和水化 硅酸钙等水硬性物质, 使固化产物具有很好的力学 性质 [ 8] 。但利用 水泥处理含有大量 有机污染物的 污泥时, 有机污染物阻碍了水泥的水化反应, 使固化 效果受到了严重的影响, 如凝结时间延缓、强度形成 滞后, 污染物的稳定性失效等 [ 9] 。同时污泥固化块 具有强碱 性, 其 与水 体接触 会危 害生 态系 统的水 质 [ 10] 。而在处理过程中添加其他固化辅助材料可 减少上述不利影响。粉煤灰和煤渣作为固化辅助材 料, 与水泥组成新型固化剂可有效地固化处理城市
5
6
0. 10 0. 08 0. 02
6
7
0. 15 0. 02 0. 10
6
8
0. 15 0. 05 0. 02
7
9
0. 15 0. 08 0. 06
5
( kPa) 220 250 270 280 269 277 335 310 272
(% ) 51. 9 49. 6 48. 4 47. 7 46. 9 48. 3 42. 7 44. 6 43. 3
水泥
粉煤灰
煤渣
养护天数
( kg)
( kg)
( kg)
( d)
1
0. 05
0. 02
0. 02
5
2
0. 10
0. 05
0. 06
6
3
0. 15
0. 08
0. 10
7
表 2 正交实验结果 ( 1 kg污 泥 )
Table 2 R esu lts of orthogonal exp er im en ts
从图 1可以看出, 随着水泥掺量增加, 固化块抗 压强度呈上升趋势, 从水泥 掺入量为 0 kg /kg时的 135 kP a升 至 水泥 掺 入量 为 0 22 kg /kg 时 的 340 kP a。同时, 当水泥掺入量由 0 08 kg /kg增 至 0 15 kg / kg时, 固化块抗压强度的增幅较大; 当水泥掺入 量从 0 15 kg /kg增至 0 22 kg / kg时, 固化块抗压强 度的增幅 较小。可见 水泥的掺入量为 0 15 kg /kg
1 材料与方法
1. 1 材 料 印染污泥为东莞市某纺织厂污水处理系统的脱
水污泥, 含水率为 83. 5% , 挥发性有机质质量分数 为 65. 8% , pH 值为 7. 45。水泥为 P. C. 32 5R 硅酸 盐水泥。粉煤灰为佛 山市某火力发 电厂的干化细 灰。煤渣为佛山市某火力发电厂燃煤煤渣, 经过粉 碎磨粒后过筛 (筛孔直径 2 mm ) 。 1 2 方法和仪器
固定粉煤灰 和煤渣 的掺量 分别为 0 02 kg /kg 和 0 10 kg / kg, 养护天数为 6 d, 先以水泥掺量为 0 kg / kg进行空白实验, 得出固化块抗压强度、固化块 含水率 以及 固 化 块浸 出 液 COD 浓 度分 别 为 135 kP a、635 m g /L 和 53 4% ; 然后以不同水泥掺量进行 实验, 分别 为 0 08、0 10、0 13、0 15、0 18、0 20和 0 22 kg / kg。固 化块抗 压强 度以 及固 化块 浸出液 COD浓度测定结果见图 1。
收稿日期: 2010 - 09- 03; 修订日期: 2010- 10 - 12 作者简介: 周剑波 ( 1984~ ), 男, 硕 士研究 生, 主 要从事 固体废 物综
合利用与处理研究工作。 E m ai:l langjian510@ 163. com * 通讯联系人, E m ai:l n ingxunan666@ 126. com
K ey w ord s text ile dye ing sludge; so lidificat ion; stab ilization; heavy m eta;l compressive strength
印染污泥由于含有染料、浆料、助剂等, 成分非 常复杂, 其中染料的结构具有硝基和氨基化合物及 铜、铬、锌、砷等重金属元素, 具有较大的生物毒性, 对环境的污染很强 [ 1] 。目前污泥处 置的方法主要 有填埋、焚烧、填海及 资源化利用 [ 2] 。脱水之后的
关键词 印染污 泥 固化 稳定化 重金属 抗压强度
中图分类号 X705 文献标识码 A 文章编号 1673 9108( 2011) 02 0457 05
Study on solidification / stabilization treatm ent of textile dyeing sludge
Abstract S ludge from tex tile dyeing w as so lid if ied and stab ilized by using cem en,t PFA and cinder as the solidifying agents, and the opt imum condit ions o f sludge so lid ification / stabilization w ere analyzed. Under the dos age o f cem en,t PFA and c inder of 0. 15, 0 02 and 0 08 kg /kg, respect ive ly, and curing tim e o f 6 days, the com pressive streng th of the so lid ified sludge block reached 330 kPa w hile the mo isture content of the so lidificat ion block reached 44. 6% , wh ich m et w ith the standards o f landf il.l Com pared w ith the untreated tex tile dye ing sludge, the concentration of C r、Cu、N i、Pb、Zn and COD of the leaching from the sludge solidificat ion block w as reduced by 88 9% 、83 3% 、88 9% 、47 4% and 69 3% , respect ively, the Cd w as undetectab le. So lid ify ing a gents have good effects on the solidificat ion and stabilization of organ ic and heavy m etal in tex tile dye ing sludge.