长期干湿循环对城市固体废物焚烧飞灰固化/稳定的影响,使用新型水泥材料

科学领域:

• 环境工程 环境工程
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 废物管理 废物管理

背景情况:

• 固化/稳定 (S/S) 对于在城市固体废物焚烧飞灰 (MSWI FA) 中固定有毒重金属至关重要.
• 现有的方法,比如使用普通波特兰水泥 (OPC),在长期有效性方面面临挑战,特别是在环境压力因素下.
• 开发新的,更稳定的水泥材料对于安全的MSWI FA处置至关重要.

研究的目的:

• 为MSWI FA的S/S开发和评估一种基于金属的新型固材料 (MSCM).
• 评估MSCM处理的MSWI FA在干湿循环 (DWC) 下的S/S有效性和长期稳定性.
• 为了比较MSCM与普通波特兰水泥 (OPC) 的性能,用于MSWI FA稳定.

主要方法:

• 开发一种使用高炉,钢,脱硫石膏和酸污泥的泥材料.
• 准备和测试MSCM-MSWI FA和OPC-MSWI FA块. 这是一个很好的方法.
• 在30个DWC循环之前和之后评估压力强度,重金属液 (Pb,Zn,Cd).
• 使用X射线衍射 (XRD),X射线光电子光谱 (XPS) 和用能量分散光谱 (SEM-EDS) 扫描电子显微镜进行分析.

主要成果:

• MSCM-FA块 (25重量%的MSCM) 在28天内达到9.38 MPa的压力强度,初始漏度低 (Pb: 51.4 μg/L, Zn: 1895.8 μg/L, Cd: 36.1 μg/L).
• 在30个DWC后,MSCM-FA区块的浸出度明显较低 (Pb: 130.7 μg/L, Zn: 9107.4 μg/L, Cd: 156.8 μg/L) 与OPC-FA区块 (Pb: 689 μg/L, Zn: 11,870.6 μg/L, Cd: 185.2 μg/L) 相比.
• 在MSCM-FA块中,XRD,XPS和SEM-EDS证实了稳定的Pb-O-Si和Zn-O-Si键的形成,而OPC-FA块显示结构退化和重金属透性增加.

结论:

• 新型MSCM显示了MSWI FA的高水反应性和优异的S/S性能.
• 与OPC相比,MSCM在MSWI FA中提供了优越的重金属长期稳定性,特别是在具有挑战性的干湿条件下.
• 形成特定的化学键和结构完整性有助于增强基于MSCM的固化MSWI FA的耐用性.