PDF《固化重金属铜镉污染底泥渗透特性试验研究》

? 文章编号:1007 ? 6735(2018)04 ?

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06 DOI: 10.

13255/j.cnki.jusst.2018.04.015 固化重金属铜镉污染底泥渗透特性试验研究 邵????俐,????施倩芸,????蒙????强 (上海理工大学?环境与建筑学院,上海?200093) 摘要:采用固化剂对含复合重金属铜镉污染底泥进行固化处理,对其渗透特性进行了研究.结果 表明:在渗透液 pH 相同的条件下,重金属渗出量随着养护龄期的增加而减少;

在相同的养护龄 期条件下,Cu 2+ 在酸性条件下的渗出量大于在中性条件下的渗出量;

Cd 2+ 在C―S―H 凝胶固化中 与 作用生成难溶于酸的 Cd(HCO3)2 化合物,使其渗出量较少.研究了不同污染物掺量对渗 透系数 k 与污染物渗出总量的影响,得到 Cu 2+ 掺量的质量分数小于等于 0.75%,Cd 2+ 掺量的质量 分数小于等于 0.225% 时,试样渗透系数 k 与污染物渗出总量同污染物掺量呈正相关;

Cu 2+ 掺量的 质量分数大于 0.75%,Cd 2+ 掺量的质量分数大于 0.225% 时,其渗透系数 k 随着污染物掺量的增加 反而减小.并通过扫描电镜分析了不同的污染物浓度对试样微观结构的影响,随着重金属浓度的 提高,结构表面形成蜂窝状的重金属水化产物. 关键词:渗透性;

重金属;

污染底泥;

固化 中图分类号:X?53?文献标志码:A Experimental Study on the Permeability Property of Solidified Sludge Contaminated by Heavy Metal Cu and Cd SHAO Li, SHI Qianyun, MENG Qiang (School of Environment and Architecture, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China) Abstract: The?curing?agent?was?used?to?solidify?the?sludge?contaminated?by?heavy?metal?Cu 2+ ?and?Cd 2+ , and?its?permeability?property?was?studied.?The?testing?results?show?that?the?amount?of?heavy?metal?in exudation?fluid?decreases?with?the?increase?of?curing?time?under?penetrant?with?the?same?pH?value.?The exudation?of?Cu 2+ ?in?acidic?conditions?is?greater?than?that?of?neutral?conditions?under?the?same?curing age.?Based?on?the?process?of?C―S―H?gelation,?Cd(HCO3)2?which?is?difficultly?dissolved?in?acidic?fluid is ?produced ?by ?Cd 2+ ? and? , ?which ?leads ?to ?the ?few ?exudation ?amount ?of ?Cd 2+ . ?The ?effects ?of different?amounts?of?heavy?metals?on?the?permeability?coefficient?k?and?the?total?exudation?quantity?of contaminants?were?investigated,?which?illustrates?that?the?k?and?the?total?exudation?concentration?are positively?related?to?the?increased?amount?of?pollutants?when?the?mass?fraction?of?Cu 2+ ?is?equal?or?less than?0.75%?and?the?mass?fraction?of?Cd 2+ ?is?equal?or?less?than?0.225%.?However,?the?k?decreases?with the ?increase ?of ?pollutant ?content ?when ?the ?mass ?fraction ?of ?Cu 2+ ? is ?more ?than ?0.75% ?and ?the ?mass fraction?of?Cd 2+ ?is?more?than?0.225%.?Besides,?a?scanning?electron?microscopy?was?used?to?analyze?the ? 上 ?海 ?理 ?工 ?大 ?学 ?学 ?报 第?40?卷?????第?4?期J.?University?of?Shanghai?for?Science?and?Technology Vol.?40????No.?4????2018 收稿日期:2017?12?03 第一作者:邵俐(1969C),女,副教授.研究方向:软土地基处理、环境岩土工程.E-mail:[email protected] effect ?of ?different ?pollutant ?concentration ?on ?the ?microstructure ?of ?the ?sample. ?With ?the ?increase ?of heavy?metal?concentration,?on?the?structure?surface?form?honeycomb?heavy?metal?hydration?products. Keywords: permeability;

heavy metal;

sludge;

solidification ? 在工业化和城市化快速发展的背景下,工业 废水、废弃物的排放,矿物质的过度利用,化学 农药大量喷洒以及化肥的过度使用,导致土壤重 金属污染严重.土体在污水渗流作用下,土与重 金属发生物理C化学反应,使得土体结构破坏而产 生变形,对土的强度、固结变形及渗透特性等都 会有重要影响 [1-3] . 目前,国内外学者对重金属污染土的修复处 理作了一定的研究.王志新等 [4] 以上海市污水污泥 为原料,加入一定比例的固化剂和矿物掺合料使 之固结,测得固结体重金属离子浸出质量浓度满 足国家固体废弃物排放标准.Wang 等[5] 对含铜、 铅、镉等重金属的污染土进行水泥固化处理,对 固化后的试样进行淋滤试验,得出水泥固化污染 土具有良好的抗渗性,固化后污染土的环境安全 性较高.张亚灿等 [6] 对水泥固化淤泥土采用柔性壁 渗透仪测定渗透系数.蒋宁俊等 [7] 通过淋滤试验和 柔性壁土柱酸雨入渗试验研究固化铅污染土的渗 透特性,结果表明,渗透系数和重金属的渗出量 都与渗透时间成反比,酸雨入渗导致渗透系数的 减幅发生变化.刘兆鹏等 [8] 对水泥固化铅污染土在 酸性条件下进行淋滤试验,确定最佳水泥掺量为 18%,并对铅的有效扩散系数进行研究.查甫生等 [9] 以经水泥固化后的铅和锌污染土为研究对象,着 重研究固化污染土中锌、铅两种重金属离子的淋 滤特性. 本文利用水泥C矿渣C生石灰作为固化剂(其中 水泥、矿渣、生石灰比例选取为干土的24%, 16%,6%),固化铜、镉两种重金属污染土,研究 不同养护龄期、渗透液 pH 以及不同污染物浓度下 的固化土体的渗透特性变化规律,分析水泥、矿渣、生石灰固化重金属污染土的效果.通过扫描 电镜从微观的角度对比分析了不同的污染物掺量 对试样微观结构的影响.