基于生活垃圾焚烧炉渣的自清洁泡沫混凝土制备研究

发布时间：2020-05-27 06:48

【摘要】：伴随着人口的增多和社会经济的高速发展,生活垃圾日益增加,妥善处理生活垃圾已成为全球性难题。目前处理生活垃圾最普遍的方法是填埋处理,但是填埋处理占据了大量宝贵的土地资源,填埋了大量可回收利用的垃圾,存在严重的二次污染以及后期管理等费用会不断增涨。而生活垃圾焚烧处理减容显著,达到80-90%,同时不仅可以充分利用产生的热能发电,而且可对产生的生活垃圾焚烧炉渣进行资源化利用,真正做到了能源化、彻底无害化和资源化处理生活垃圾。首先研究了生活垃圾焚烧炉渣(取自北京首钢生物质能源科技有限公司鲁家山垃圾焚烧厂)的基本理化特性和安全性。在物理组成上,该炉渣主要由熔渣、陶瓷、砖石、金属制品、玻璃和少量的有机物组成,其中质地坚硬的熔渣所占比例最大,为64.07%。对炉渣进行XRD、XRF、SEM、热重和火山灰活性分析,炉渣的主要矿物组成为石英、方解石、水铝钙石和铁橄榄石,主要化学组成为CaO、SiO_2、Al_2O_3和Fe_2O_3,和粉煤灰同属CaO-SiO_2-Al_2O_3-Fe_2O_3系统。炉渣的填充效应和形态效应偏差,具有热稳定性,不具备火山灰活性。炉渣中的重金属Cd、Cu和Pb的含量已超Ⅲ类土壤标准,需进行固化处理,但是重金属浸出含量均低于固体废物浸出毒性鉴别标准。其次研究了化学激发剂对炉渣的激发效果,采用单一化学激发剂时,Ca(OH)_2的激发效果最好,NaOH次之,Na_2SiO_3.9H_2O最差,且Ca(OH)_2的最佳掺量为3.5wt.%。采用Ca(OH)_2和CaSO_4对炉渣进行复合激发时,当两者对应的掺量分别为3.5wt.%和1.0wt.%时,激发效果最好。紧接着,研究了海藻酸钠溶液的掺量和温度对炉渣泡沫混凝土抗压强度的影响,研究结果表明,当海藻酸钠溶液的温度为60℃,掺量为水料比中总用水量的68%时,制备的炉渣泡沫混凝土抗压强度最大,为4.29 MPa,相对于空白试样,抗压强度提高了94.12%。最后,引入光催化剂TiO_2,制备炉渣负载TiO_2自清洁泡沫混凝土,研究结果表明,TiO_2的掺量、孔隙率与干密度、表面孔隙度与孔微观结构共同决定了自清洁泡沫混凝土的光催化降解性能。合理的TiO_2掺量,可以提高自清洁泡沫混凝土的光催化性能并略微增加了泡沫混凝土的抗压强度。掺量为0.4wt.%TiO_2的自清洁泡沫混凝土光催化降解亚甲蓝的性能最优,降解时间为120 min时,降解率可达99.96%。图[26]表[15]参[51]
【图文】：

试验炉,炉渣,物理组成

图 1 试验炉渣Fig.1 slag for test各物理组成成分的含量，取 800 g 炉渣，平摊箱烘干温度为 100℃，烘干至恒重。进行烘干，称量，质量约为 680 g。紧接着，对炉渣进方式，将炉渣中的熔渣、陶瓷、砖石、金属，，确定了各物理组成成分在炉渣中的含量，表 1 炉渣物理组成成分的含量Tab.1 content of physical composition of slag 质量(g) 质435.68 66.50 41.68 76.43 47.74 11.97 680 理组成成分是熔渣，该物质的质地坚硬，因，可具有一定的强度。炉渣中含有金属制品

炉渣,筛分,粒径,骨料制备

图 3 筛分至粒径小于 200 目炉渣Fig.3 slag screened to a size less than 200 mesh图 4 扫描电子显微镜Fig.4 scanning electron microscope渣存在水分，外表为黑褐色，水分流失后呈观形貌。由图 5 可知，炉渣的颗粒形貌较差璃体且无定形。微珠含量较少，故炉渣的填土的胶凝材料或骨料制备混凝土，会导致混
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU528.2

【参考文献】