水泥基复合材料对电镀污泥固定/稳定化研究

摘要

电镀行业产生的电镀污泥往往含有大量的重金属元素，如果未经处理直接排放，不仅会引起环境污染，而且会给人们的身体健康带来影响，电镀污泥的处置方法及资源化技术的研究已成为我国环境保护工作中亟待解决的问题之一。本文以水泥及水泥基复合材料对电镀污泥进行了固定/稳定化研究，从理化性质、形态分析、浸出毒性三方面对电镀污泥进行了特性分析;研究了水泥单独作用、水泥-HAP和水泥-赤泥复合作用对电镀污泥固定稳定化效果的影响，并从浸出毒性、无侧限抗压强度、XRD和SEM对固化效果进行了分析评价。得出以下结论。
　　(1)本电镀污泥中的重金属含量较高，重金属含量大小依次为Cr＞Cu＞Ni＞Zn＞Pb。电镀污泥中Pb、Ni、Cu、Fe主要以稳定态形式存在，Cr的稳定态和不稳定态存在形式所占比例相差不大，Zn主要以不稳定态形式存在;Cr、Ni、Cu、Zn的浸出毒性超过国家危险废弃物浸出毒性的排放标准。
　　(2)水泥固化法可以有效降低污泥中重金属的浸出毒性。随着水泥在固化块中所占配比的增加，重金属的浸出浓度会下降。当污泥、水泥配比为1∶0.5，养护7天时固化块中Cr、Cu、Ni、Zn的固定率分别为88.09％、96.74％、95.34％、40.89％，
　　(3)固化块的无侧限抗压强度随着水泥所占配比的增加而增加，随着养护时间的增加而增加。HAP的加入对固化块的抗压强度基本没有影响。赤泥的加入会减小固化块的抗压强度。
　　(4) HAP与水泥复合作用固化/稳定化处理电镀污泥，对污泥中不同金属的固定效果不同。Cr、Ni的浸出浓度随着HAP的加入先降低后缓慢增大;Cu、Zn的浸出浓度随着HAP加入量的增加而减小。污泥、水泥配比为1∶0.5，HAP添加量为2％时与污泥、水泥配比为1∶0.5的固化块相比，Cr的固定率提高了1.07％，Cu的固定率提高了0.16％，Ni的固定率提高了1.51％，Zn的固定率提高了0.99％。
　　(5)赤泥与水泥复合作用固化/稳定化处理电镀污泥，对污泥中不同金属的固定效果不同。随着加入赤泥量的增加，Cr的浸出浓度基本不变;Cu、Zn、Ni的浸出浓度随着赤泥加入量的增加而减小。污泥、水泥配比为1∶0.5，赤泥添加量为2％与污泥、水泥配比为1∶0.5的固化块相比，铬的固定率提高了7.69％，Cu的固定率提高了1.40％，Ni的固定率提高了1.37％，Zn的固定率提高了24.83％。
　　(6)通过XRD、SEM等分析手段，证实了水泥可以有效固化污泥中的重金属。水泥主要通过物理包胶作用，吸附作用，复分解沉淀作用，晶体置换等作用固定污泥中的重金属元素。加入HAP和赤泥后的水泥固化块结构发生了改变，结构更加紧密，孔隙率变小。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 电镀污泥的产生及危害

1．1．1 电镀污泥的产生

1．1．2 电镀污泥的危害

1．2 国内外电镀污泥处理方法进展

1．2．1 固化／稳定化方法

1．2．2 化学法

1．2．3 生物修复法

1．2．4 电修复法

1．3 研究的目的及意义

1．4 研究的主要内容

2 试验材料以及方法

2．1 试验原料

2．2 试验药剂

2．3 试验仪器

2．4 分析方法

2．4．1 重金属元素的测定方法

2．4．2 浸出毒性测定方法

2．4．3 形态分析方法

2．4．4 无侧限抗压强度

3 电镀污泥特性分析

3．1 电镀污泥理化性质

3．1．1 含水率

3．1．2 比重

3．1．3 pH

3．1．4 烧失量

3．1．5 电镀污泥重金属含量

3．2 电镀污泥的形态分析

3．3 电镀污泥的浸出特性

3．3．1 不同浸提剂的浸出效果

3．3．2 不同固液比的浸出效果

3．3．3 不同浸出时间的浸出效果

3．4 本章小结

4 水泥对电镀污泥的固化／稳定化试验研究

4．1 试验原料及固化块制作

4．1．1 试验原料

4．1．2 固化块的制作

4．2 固化／稳定化污泥的浸出毒性

4．2．1 污泥水泥不同配比对浸出毒性的影响

4．2．2 养护时间对浸出毒性的影响

4．2．3 固化块水浸出溶液的pH

4．3 固化／稳定化污泥的无侧限抗压强度

4．3．1 污泥水泥不同配比对抗压强度的影响

4．3．2 养护时间对抗压强度的影响

4．4 XRD分析

4．5 SEM分析

4．6 本章小结

5 水泥基复合材料对电镀污泥的固定／稳定化试验研究

5．1 试验原料及固化块的制作

5．1．1 试验原料

5．1．2 固化块的制作

5．2 HAP与水泥复合作用对电镀污泥的固化试验

5．2．1 HAP固化污泥的浸出效果

5．2．2 HAP与水泥复合作用固化污泥的浸出效果

5．2．3 HAP与水泥复合作用固化污泥的无侧限抗压强度

5．2．5 SEM分析

5．3 赤泥与水泥复合作用对电镀污泥的固化试验

5．3．1 赤泥与水泥复合作用固化污泥的浸出效果

5．3．2 赤泥与水泥复合作用固化污泥的无侧限抗压强度

5．3．3 XRD分析

5．3．4 SEM分析

5．4 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

作者简历及攻读硕士／博士学位期间取得的研究成果

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