市政污泥固化土填埋处置中的压缩特性研究

针对污泥固化土填埋处置中的压缩问题,开展了不同水泥添加量和不同初始孔隙比的污泥固化土的压缩试验,分析了污泥固化土的压缩特性.结果表明:水泥添加量为40%的污泥固化土,压缩指数也达到了0.58,属于典型的高压缩性土.水泥添加量在10%~30%的情况下,压缩指数减小的幅度较大,在水泥添加量大于30%时,压缩指数减小的幅度较小.随着初始孔隙比的增加,污泥固化土的压缩指数增大.污泥固化土中的有机物对其压缩性有重要影响,随着压缩的进行,污泥固化土的结构被破坏,并不断的进行调整、重组、压密、趋于封闭密实、胶结更紧密的方向发展;有机物引起的结合水膜逐渐变薄,有机物起到的连接作用逐渐加强;结合水膜由厚变薄,颗粒的蠕动阻力逐渐增加;这3个方面不断变化的协同耦合调整,以适应外力的变化,逐渐地抑制了污泥固化土的变形.     

填埋场固化污泥工程特性变化研究

深圳机场北污泥填埋场将作为机场扩建场地,其填埋的固化污泥将作为地基使用。对填埋场固化污泥进行了岩土工程特性研究,包括有机质含量、含水率、初始孔隙比、界限含水率、颗粒级配、微观结构、压缩固结特性以及抗剪强度等。结果表明:固化污泥的有机质含量、含水率、孔隙比都随着埋深的增加而减小,其中填埋后有机质含量的变化与污泥的降解程度有关,是含水率及孔隙比变化的内在原因;污泥的液、塑限高,液性指数大于1,表观状态却呈现固体状态;固化污泥是多孔隙介质,结构性较差;固化污泥是高压缩性和欠固结土,其固结系数基本与常规淤泥相近,且随固结压力的增加而显著增大,呈现典型的大变形固结特性;固化污泥原状土和重塑土的抗剪强度均随着埋深的增加而增加,其中,随着埋深的增加,原状土的抗剪强度从13.8 kPa增加至23.7 kPa,重塑土的抗剪强度从13.0 kPa增加至14.3 kPa,这与污泥结构强弱密切相关。     

污泥、淤泥和黏性土的压缩特性对比试验研究

目前脱水污泥的含水率在80%左右,仍不能满足污泥后续填埋、焚烧、堆肥等处置要求,因此了解污泥的固结排水规律对于建立污泥脱水的基本理论、进一步提高脱水效果有重要意义。针对这个问题,对比分析了污泥、淤泥和一般黏性土的压缩特性和压缩系数;并通过离心试验研究污泥固结过程中的水分转化过程,提出污泥的三阶段排水规律猜想。结果表明:污泥的压缩特性有其自身的特殊性,其孔隙比大,压缩性大;且压缩曲线是曲线形式,不同于淤泥和一般黏性土的直线;污泥和淤泥的压缩系数非常大,且随着固结压力的增大压缩系数减小速率也非常大。污泥固结过程中不仅自由水的量发生明显减少,结合水的量也显著减少,其固结不仅存在类似淤泥固结过程中的孔隙排水,同时还存在其他形式的水分排出过程。污泥的固结排水可以分出明显的三个阶段,I阶段主要是孔隙排水阶段,II阶段是细胞水、孔隙水的混合排水阶段,III阶段主要是细胞水排水阶段。     

污泥的压缩特性对比试验研究

目前脱水污泥的含水率在80%左右,仍不能满足污泥后续填埋、焚烧、堆肥等处置要求,因此了解污泥的固结排水规律对于建立污泥脱水的基本理论、进一步提高脱水效果有重要意义。针对这个问题,对比分析了污泥、淤泥和一般粘性土的压缩特性和压缩系数,并通过离心试验研究污泥固结过程中的水分转化过程,提出污泥的三阶段排水规律猜想。结果表明：污泥的压缩特性有其自身的特殊性,其孔隙比大,压缩性大,且压缩曲线是曲线形式,不同于淤泥和一般粘性土的直线;污泥和淤泥的压缩系数非常大,且随着固结压力的增大压缩系数减小速率也非常大。污泥固结过程中不仅自由水的量发生明显减少,结合水的量也显著减少,其固结不仅存在类似淤泥固结过程中的孔隙排水,同时还存在其他形式的水分排出过程。污泥的固结排水可以分出明显的三个阶段,I阶段主要是孔隙排水阶段,II阶段是细胞水、孔隙水的混合排水阶段,III阶段主要是细胞水排水阶段。     

污泥固化土填埋处置中降解规律的研究

污泥固化土中的微生物能够将其中的有机物降解,影响污泥固化土的压缩沉降特性。针对这种问题,开展了7组有机物降解试验,分别从水泥添加量、隔离大气环境、暴露于大气的环境、渗滤液等角度研究污泥固化土的降解规律,获得了有机物降解的动力学模型。结果表明:污泥经固化处理后,其有机物的降解显著降低;水泥添加量相同情况下,有机物在暴露于大气的环境比隔离大气环境中更容易降解;往污泥固化土中添加渗滤液,可以加速有机物的降解。     

固化/稳定化污泥填埋气产生规律研究

固化/稳定化技术是污泥填埋处置常用的预处理手段,固化后的污泥进行填埋也会产生填埋气,产气规律是指导填埋气收集处理系统设计的重要依据。通过室内产气实验,对不同固化材料添加量以及不同类型固化材料处理后的固化污泥产气规律进行了研究。研究结果表明:随着固化材料添加量的增加,产气总量逐渐减小,固化材料在低添加量条件下产气过程分为抑制、加速和快速衰减三个阶段,固化材料较高添加量条件下其产气过程为快速下降和稳定衰减两个阶段。固化材料对产气的影响各不相同:膨润土对产气过程基本没有影响;生石灰对产气的抑制作用大于水泥的作用。     

高含水率疏浚淤泥固化土的压缩模型

基于扰动状态概念和重塑土固有压缩特性,建立了高含水率疏浚淤泥固化土的压缩模型,并通过一维压缩试验对模型进行了验证.模型预测结果与试验数据吻合较好,表明所提出的压缩模型能够较好地描述淤泥固化土在一维压缩条件下的力学响应.基于试验和拟合分析,得出了淤泥固化土结构破损参数的取值范围为0.2～2.0,结果表明,随着固化材料掺量的增加和淤泥初始含水率的降低,固化土结构破损参数渐趋减小.探讨了结构破损参数与破损速率的变化规律,结构破损参数越大,结构破损速率越快.建立的压缩模型可以描述疏浚淤泥固化土屈服前后的压缩变形特征,特别是可以刻画固化土在结构屈服后渐进破坏的过程,为疏浚淤泥固化土的压缩分析和沉降计算提供了一种有效方法.     

MgO改性淤泥固化土压缩特性试验

将低碳、环保的活性MgO引入淤泥固化处理,通过一维压缩固结试验开展系列探索性研究。对不同MgO掺量和不同养护龄期的淤泥固化土进行分析。研究结果表明:入掺活性MgO对淤泥固化土的压缩特性具有明显改良作用。随着MgO掺量和养护龄期增加,淤泥固化土压缩性呈逐渐减小趋势,而固结屈服应力逐渐增大;对于所研究淤泥,当MgO掺量为6%时,淤泥压缩性发生突变,由高压缩性土体演变为低压缩性土体。从压缩模量角度研究固化淤泥压缩性状,发现压缩模量随应力演化过程受MgO掺量等因素影响;当MgO掺量达到6%左右时,模量-应力关系曲线出现明显峰值现象;这种现象与土体结构性的形成密切相关,且该发现与淤泥压缩性分析结果相吻合;峰值模量与压缩指数变化趋势大致服从幂函数关系模型。     

污泥固化的试验研究

为研究一种经济有效的途径将污泥单独填埋，以石灰、土和粉煤灰为固化材料，研究了不同配合比下固化污泥的工程性质．通过渗透性试验和强度试验，发现采用适当的配合比，渗透性有很大提高，固化污泥的强度随着时间的推移而增长，可以满足填埋的要求；采用冷冻干燥技术和扫描电镜研究了固化污泥的微观结构，发现固化后污泥的密实性有较大提高，这是其强度提高的一个重要原因；应用分彤几何的理论，对由扫描电镜获取的固化污泥微观结构图像进行了定量分析，结果表明分形雏数和强度之间有较强的正相关性。     

填埋方式对填埋体的强度及稳定性研究

污泥填埋处置是常用的污泥处置技术之一.针对填埋方式对填埋体的强度及其边坡的稳定性有重要影响,开展了不同填埋方式下的大型单剪试验,并采用OptumG2数值分析软件对不同填埋方式下的边坡稳定性进行数值模拟,研究其强度和稳定特性.结果表明,分层填埋方式下,τf/σ在0.153～0.201之间,混合填埋方式下,τf/σ在0.3...     

渗沥液污染下水泥固化高岭土透水及变形特性

针对填埋场衬垫在高荷载作用下开裂破坏的现状,采用水泥固化高岭土,评价其抗渗、抗开裂及固结压缩特性,探究其作为填埋场衬垫材料的可行性.采用纯高岭土与水泥掺量5%、10%、15%的固化高岭土进行试验,室内模拟填埋场衬垫受渗沥液污染的工况,通过渗透试验测定水力传导系数,分析其抵抗污染物渗透能力;通过固结试验测定压缩系数,分析其固结压缩特性;通过干湿循环开裂试验测定开裂因子,分析其抵抗开裂变形特性.结果表明:试样水力传导系数随时间增加而下降,其中纯高岭土下降40.4%,而水泥固化后高岭土仅下降16.0%~27.1%.由于试验高岭土属于中压缩性土,试样孔隙比随荷载压力上升而下降,水泥掺量越多,孔隙比下降越少,200kPa荷载下,0.25~64min的轴向位移变化量占总变化量的65.1%~70.7%;掺入水泥后试样的开裂面积明显减小,最大开裂因子降幅达52.6%,水泥掺量10%与15%的试样开裂因子差别较小.水泥固化后高岭土的强度及抗开裂能力提高,满足作为填埋场衬垫材料的要求.     

电石渣作混合材对水泥结构与性能影响的试验研究

探讨以电石渣作水泥混合材时不同掺量对水泥结构与性能的影响.结果表明:掺入电石渣可使溶液中Ca(OH)2浓度增加,水化反应加快,缩短水泥的凝结时间;电石渣掺量的增加可以减小水泥的比重、提高水泥的比表面积并且水泥安定性合格;掺入适量的电石渣可提高水泥的早期强度;在同一电石渣掺量下,水泥强度随着水灰比的减少而增大.     

我国污泥农用资源化的处置方法

目前，污泥的处置方法主要有填埋、焚烧和农用，前二者由于场地有限、费用昂贵等原因在应用上受到限制。污泥中富含N、P、K及有机质，是天然的有机肥料。因此，把污泥的处置与农用资源化相结合将成为最好的选择。我国污泥农用资源化的方法主要有：自然风干后直接施肥、干燥和造粒后施肥、污泥堆肥后施肥和污泥制复合微生物肥，前二种方法由于不能有效去除污泥中的有害物质，而在应用上受到限制，后二种方法通过众多学者田间试验，表明是一种很有前景的污泥资源化处置方法，但重金属离子易在土壤和植物体内积累是限制污泥大规模土地利用的最重要因素。本文结合实例阐述了我国污泥农用资源化处置现状及未来发展趋势。     

合肥市污水处理厂污泥处置途径探讨

简述了合肥市污泥的处置现状及存在的问题。结合当前国内外污泥的处置技术及发展趋势 ,在对污泥的物理特性、肥分、脱水性能及微生物等特性分析的基础上 ,针对污泥出路问题 ,提出合肥市今后污泥的处置方向是 ,城市污水处理厂污泥以农田利用为主 ,工业源污泥以综合利用和土地填埋相结合。     

高含水率疏浚淤泥固化的力学性质试验研究

基于以废治废有效利用大掺量粉煤灰治理淤泥的思路,使用水泥和生石灰作为粉煤灰的激发剂,同时使用高吸水树脂内供水进行固化土内养护,进行固化土无侧限抗压强度试验和含水率试验.水泥加高吸水树脂、水泥加粉煤灰及水泥加生石灰双掺固化试验发现,各掺量下固化土的强度随龄期的增长而增长,在水泥掺入比一定时各种固化材料存在最佳掺量;以此为基础的四种材料的正交试验得出了固化淤泥的最佳的配比组合并分析固化机制,可以为低掺量水泥处理高含水率疏浚淤泥的实际工程提供参考.含水率试验得出粉煤灰和生石灰能快速降低固化土的含水率,高吸水树脂能够延缓固化土含水率的降低,能够通过内供水的方式保证水化反应环境,继而促使水化反应更大程度地进行.     

高贝利特硫铝酸盐水泥水化过程的电化学阻抗谱

利用电化学阻抗谱法研究高贝利特硫铝酸盐水泥水化过程,得到不同水灰比下(0.6、0.8、1.0)的电化学阻抗谱曲线,并提出一种考虑弥散效应和水泥/电极界面扩散过程的等效电路模型,分析水泥水化过程中电化学阻抗参数和分形维数的变化规律.研究表明:不同水灰比下,高贝利特硫铝酸盐水泥的电化学阻抗谱具有相同的变化趋势.在整个水化过程中,随着龄期的增加和水灰比的减小,阻抗参数值和孔体积的分形维数增大,水泥的总孔隙率减小,结构变得密实;孔表面的分形维数则随着龄期的增加和水灰比的减小而减小.     

浅谈污水处理厂的污泥处理与处置

随着我国城市化进程的加快,全国城镇污水处理设施的建设速度也随之加快,污泥的处理处置问题也日益显现出来。针对目前存在的污泥处置问题,围绕污泥的最终处置——污泥卫生填埋、污泥土地利用和污泥焚烧进行了讨论,指出了污泥处置的发展方向。     

固化废弃泥流动性研究

市政工程建设产生大量废弃淤泥,废弃淤泥处置成为难题,目前常采用固化方法进行处理。为使流动固化处理后淤泥流动性和强度达到泵送施工的要求,需要分析淤泥流动性的大小与含水率和固化材料掺量之间的关系。通过对固化淤泥流动性的试验,得出如下结论:固化淤泥流动度随淤泥含水率增加而增加,随水泥掺量增加而降低;相比坍落度法,流动度法操作简易,数据更具连续性。