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土壤聚合物固化生活垃圾焚烧飞灰的工艺研究

作　者: 楼敏晓
导　师: 韩怀芬
学　校: 浙江工业大学
专　业: 环境工程
关键词: 城市生活垃圾焚烧飞灰 土壤聚合物 重金属 固化稳定化 抗压强度 浸出浓度
分类号: X701
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


垃圾焚烧处理技术的崛起是目前固体废弃物处理研究的重大热点。由于其处理速度快、减容减重明显和热能回收利用等特点，该处理技术已成为当代城市生活垃圾处理方法的主流，在国内得到了迅速的应用和推广。然而焚烧法产生的飞灰浓缩了重金属等一些高毒性当量的危险成分，如果处理不当会产生二次污染，因此焚烧飞灰被认为是危险废物，必须进行特殊处理。土壤聚合物是一种新型的无机聚合物，由硅铝氧化合物经土壤聚合反应后形成的，终产物具有牢笼型结构，对重金属离子有良好的固定作用。本课题对土壤聚合物固化垃圾焚烧飞灰的工艺及养护条件做了大量的实验研究，包括原料的元素组成分析、X射线衍射分析、浸出毒性测试等。以抗压强度和重金属浸出毒性为效果表征量，研究不同条件（氧化物配比、飞灰掺量、养护时间、养护条件等）对土壤聚合物固化飞灰效果的影响。结论：（1）氧化物配比为n（Na2O）／n（SiO2）=0.30，n（SiO2）／n（Al2O3）=4.7时，飞灰掺量为40％的固化体在养护7天后抗压强度仍能达到31.25MPa，满足建筑使用的强度要求。（2）随着养护时间的增加固化体的抗压强度继续增强，7d的抗压强度达到28d的90％左右。（3）降低养护湿度有利于提高固化体的抗压强度。（4）焚烧飞灰固化前后的浸出特性表明土壤聚合物对飞灰的固化效果好，固化后飞灰中各重金属的浸出浓度均远低于我国危险废物鉴别标准浸出毒性标准的浸出液最高允许浓度。（5）固化体的浸出特性及抗压强度测试表明，当飞灰的掺量不大于40％时，固化体不仅浸出毒性低，抗压强度也较高，资源化利用的潜力很大。最后对土壤聚合物固化焚烧飞灰的机理进行了探讨。通过对所用的偏高岭土、垃圾焚烧飞灰、土壤聚合物及土壤聚合物固化垃圾焚烧飞灰所得的固化体进行红外光谱分析，证实了土壤聚合反应的发生。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第一章 文献综述  11-29
  1.1 城市生活垃圾的现状及危害  11-13
    1.1.1 城市生活垃圾的现状  11-12
    1.1.2 城市生活垃圾的危害  12-13
  1.2 城市生活垃圾的处理技术概述  13-16
    1.2.1 土地填埋法  13-14
    1.2.2 堆肥化法  14-15
    1.2.3 焚烧法  15-16
  1.3 城市生活垃圾焚烧飞灰的产生及其危害  16-17
    1.3.1 城市生活垃圾焚烧飞灰的产生  16
    1.3.2 城市生活垃圾焚烧飞灰的危害  16-17
  1.4 国内外城市生活垃圾焚烧飞灰的处理处置现状  17-22
    1.4.1 固定/稳定化技术  17-19
    1.4.2 高温处理技术  19-21
    1.4.3 提取法  21-22
  1.5 土壤聚合物的概述  22-29
    1.5.1 土壤聚合物的物理化学性能  23-25
    1.5.2 土壤聚合物的结构特点  25-27
    1.5.3 土壤聚合物的研究现状  27-29
第二章 研究目的、研究内容与试验设计  29-34
  2.1 课题研究的目的和意义  29-30
  2.2 课题研究的主要内容  30
  2.3 试验的工艺流程  30-31
  2.4 试验的主要设备及仪器  31
  2.5 试验处理方法与测试方法  31-34
    2.5.1 飞灰的消解  32
    2.5.2 重金属浸出浓度试验  32
    2.5.3 微观结构测试  32
    2.5.4 分析测试方法  32-34
第三章 试验原材料的成分和特性分析  34-42
  3.1 主要原材料简介  34-37
    3.1.1 高岭土简介  34-35
    3.1.2 高岭土、偏高岭土性能分析  35-37
  3.2 垃圾焚烧飞灰简介  37-40
    3.2.1 飞灰中重金属的含量及重金属浸出毒性  38
    3.2.2 飞灰的矿物组成  38-40
  3.3 水玻璃的简介  40-41
  3.4 本章小结  41-42
第四章 土壤聚合物固化垃圾焚烧飞灰的试验研究  42-62
  4.1 土壤聚合物固化飞灰影响因素的试验研究  42-50
    4.1.1 试验材料及试验方法  42-43
    4.1.2 试验内容及结果分析  43-50
  4.2 土壤聚合物固化飞灰浸出特性的试验研究  50-59
    4.2.1 试验材料及试验方法  50-51
    4.2.2 试验结果与讨论  51-59
  4.3 土壤聚合物固化飞灰后所得固化体的应用  59
  4.4 本章小结  59-62
第五章 土壤聚合物固化飞灰所得固化体的初步研究  62-66
  5.1 固化机理  62-63
  5.2 固化体测试结果与讨论  63-66
第六章 土壤聚合物固化飞灰的效益简析  66-67
第七章 结论与建议  67-70
  7.1 结论  67-68
  7.2 创新点  68-69
  7.3 建议  69-70
参考文献  70-77
致谢  77-78

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废气的处理与利用
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