论文部分内容阅读
制革污泥作为处理制革废水的副产物,不仅含有大量的水分、高浓度有机物、盐和重金属,同时还含有病原菌等有毒有害物质。污泥性质不稳定,极易腐化,散发恶臭,并可能为危险的病原微生物、寄生虫卵提供温床,如不加处理任意堆放,不仅对环境造成污染,同时也是对资源的严重浪费。制革污泥的处理处置已经成为制约制革工业发展的主要环保技术瓶颈之一。污泥稳定是污泥处置中重要的一环,固化/稳定化则是一种廉价、可行的污泥处理技术,故本文采用固化/稳定化技术对其进行预处理。实验选取制革污泥为研究对象,采用石灰、粉煤灰和煤渣作为固化剂对其进行固化/稳定化预处理。所选取的制革污泥含水率为79.60%,pH值为8.16,挥发性有机质含量为43.20%。污泥(干基)中铬的总量为40541.5mg·kg-1,污泥浸出液铬浓度为2.16mg·L-1,重金属浓度虽符合国家标准的最低限值要求,但仍存在浸出危害,同时制革污泥的含水率和力学性质均未达到填埋场的进场标准。本研究以固化块浸出液重金属浓度及固化块力学性质作为考察指标,通过单因素试验和L9(34)正交试验,获得最佳固化配比,并得到各因素的主次影响顺序,使污泥固化块的理化性质符合填埋场的进场标准并降低预处理成本。同时采用扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)对制革污泥及其固化块的微观结构进行研究,考察养护天数对污泥固化块抗压强度及含水率的影响,观察其微观形貌并进行元素组成分析,探讨制革污泥固化块强度形成的原因及其固化机理。根据单因素试验和正交试验可知各因素的影响程度为:石灰>煤渣>养护天数>粉煤灰,当制革污泥、石灰、煤渣、粉煤灰添加量比为1:0.12:0.08:0.02,养护天数为6天时,协同固化效果显著,固化块抗压强度达到884kPa,含水率为30.20%,浸出液重金属浓度均远低于国家标准,各项指标满足填埋处理要求。通过对制革污泥及其固化块的微观形貌进行观察对比,最佳配方固化块经过6、8、10、15、20天的自然条件养护后,固化块内部致密性及抗压强度均随养护时间的增加而增强,且增长幅度比未经固化的纯污泥块更大。采用5000倍扫描电镜对养护天数为20天的污泥固化块进行观察,发现其内部出现明显的针状结构。污泥固化块的抗压强度及良好的致密性主要来源于石灰和活性硅酸盐料(粉煤灰、煤渣)与水反应生成的钙矾石,养护时间的延长也是制革污泥固化块抗压强度增大的主要原因。