污泥干化焚烧的飞灰固化处理技术。
对于重金属含量较高的污泥焚烧飞灰,为了减少重金属对环境的危害,一般可采用水泥固化法进行处理。其原理是将飞灰与矿物质或水硬性胶凝材料(如水泥、煤炭、飞炭等)混合,控制水泥的性质,添加足够的水以确保水与水泥发生水合反应并将水泥粘合起来。飞灰中的重金属与水和水泥反应,形成金属氢氧化物或金属碳酸盐,这两种物质通常比残留物中原先的金属化合物更难溶解。
采用水泥固化法处理污泥焚烧飞灰,添加的水泥和添加剂增加了废弃物体积,使固化产物干重增加了50%;添加的水使干重增加了30%~100%;降低了难溶性金属氢氧化物或金属碳酸盐形成的可能性,短期内固化产物的重金属浸出性较低,但依然有沥出的风险,且高pH值的水泥固化系统会使两性金属(Pb和Zn)的浸出性显著增加。
对于重金属含量在规定范围内的污泥焚烧飞灰,可根据其组分特性实现建化化利用。常用的建材化利用方法有:
(1)制造结晶玻璃。结晶玻璃系指在玻璃质(非结晶)中均匀地析出适量的结晶,使本来的脆性玻璃改性为均质的半结晶体,具有很高的抗压性能和抗弯性能。利用污泥焚烧灰中的铁和硫,可生成硫化铁作为成核添加剂,从而制造结晶玻璃,其抗弯强度为50 MPa,是大理石的4.5倍、花岗岩的3倍以上;抗酸性是大理石的100倍、花岗石的10倍;硬度与花岗石相同,而且可以磨出光泽;外观上与大理石、花岗石相比毫不逊色。由于从结晶玻璃中不会溶出重金属,所以作为建设材料使用是安全的。
(2)作为混凝土填料。污泥焚烧灰渣的化学性质呈 惰性,当灰渣中不含硫酸盐和氯化物或其含量很小时,可作为混凝土填料。但由于污泥焚烧灰的吸水性和干燥收缩比较大,作为混凝土混合材料和陶瓷材料大量使用时,会使强度降低。此外,当污水污泥含有较多的磷时,会影响混凝土的凝聚反应,使强度降低。
一般认为,使用无机混凝剂调理的污泥焚烧灰,其pH值高,且平均单位吸水量比在100%以下,可以作为砂浆和混凝土的混合材料使用。而使用高分子混凝剂调理的污泥焚烧灰,其pH值为中性且单位吸水量比都在100%以上,不适合用作砂浆和混凝土的混合材料。
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