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焚烧法被认为是一种可以有效处理生活垃圾的方法

来源:环保设备网
时间:2019-09-19 23:11:28
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焚烧法被认为是一种可以有效处理生活垃圾的方法导读垃圾焚烧技术可以使生活垃圾减容90%以上,质量减少70%左右,在垃圾焚烧减量的同时还可以获得电能,因此,焚烧法被认为是一种可以有效处

导读

垃圾焚烧技术可以使生活垃圾减容90%以上,质量减少70%左右,在垃圾焚烧减量的同时还可以获得电能,因此,焚烧法被认为是一种可以有效处理生活垃圾的方法。

研究了在混凝土中利用城市固体废物焚烧炉渣(以下简称MSWI炉渣)的可行性以及MSWI炉渣在混凝土中的最佳替代率问题。通过对MSWI炉渣化学成分、物理特性以及MSWI炉渣混凝土抗压强度、弹性模量、毒性特征沥滤方法(TCLP)等测试结果进行分析,得到如下结论:从技术手段和环保角度来看,利用MSWI炉渣替代天然粗集料制备混凝土是可行的;对MSWI炉渣进行湿磨预处理可明显改善MSWI炉渣混凝土的力学性能和渗滤特性;MSWI炉渣在混凝土中的替代率不宜超过50%。

随着城市化进程的加快,城市生活垃圾的产量大幅增加。据统计,截止到2010年我国城市生活垃圾年产量已经达到3.52亿t[1],垃圾堆存量达70多亿t,全国有2/3的城市陷入垃圾的包围之中[2]。垃圾焚烧技术可以使生活垃圾减容90%以上,质量减少70%左右,在垃圾焚烧减量的同时还可以获得电能,因此,焚烧法被认为是一种可以有效处理生活垃圾的方法。然而,垃圾焚烧会产生约30%(质量分数)的焚烧渣(炉渣和飞灰),其中炉渣占80%[3]。

根据我国《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485—2001),炉渣可按“一般固体废物”进行处理,因此,目前大多数炉渣采用填埋处理,不仅占用大量的土地资源而且填埋费用巨大。另一方面,我国当前的混凝土年生产量超过35亿m3,需要消耗天然集料(砂石)60亿t[4],集料生产使用过程中所带来的矿石资源、能源的消耗,以及对大气和环境的污染问题已经引起了全球范围的普遍关注,为此,很多科研人员尝试在混凝土中利用城市固体废物焚烧炉渣(以下简称MSWI炉渣),分析MSWI炉渣回收利用的可行性以及探索提高MSWI炉渣替代率的措施等。

以往一些文献中已有关于在混凝土中利用MSWI炉渣的研究报道。目前,这些研究主要包括MSWI炉渣的安全处理,MSWI炉渣混凝土的物理特性、化学分析、力学特性、工作性能以及渗滤特性研究等[5-12]。研究表明,MSWI炉渣具有火山灰活性,可以用作混凝土中的聚合材料。混凝土的水化反应产物MSWI(OH)2具有水溶性以及较低的强度,这对混凝土的质量会有一定负面影响,添加MSWI炉渣后,由于MSWI炉渣的火山灰活性可以将水化反应产物MSWI(OH)2转化为次级水化硅酸钙(C—S—H)和水化铝酸钙(C—A—H)凝胶,使混凝土中一些较大的有害毛细孔变为凝胶孔,让混凝土变得更加密实。另一方面,由于MSWI炉渣作为碱集料会引发一系列有害反应,可能诱发混凝土膨胀进而最终引起混凝土开裂,这种情况在MSWI炉渣替代率较大时尤其严重[13-14]。除此之外,添加大量的MSWI炉渣还会使混凝土中的熟料矿物3MSWIO•SiO2、2MSWIO•SiO2和3MSWIO•Al2O3的浓度相对减少,这些熟料矿物是发生水化反应的主要原料,因此,大量添加MSWI炉渣将直接导致混凝土水化程度降低[15]。

目前的文献和正在进行的研究很少有关于混凝土MSWI炉渣最佳替代率问题的研究,即通过分析混凝土中集料和水泥浆体之间发生的反应(混凝土中的这些反应会影响混凝土的性能和耐久性)来研究混凝土中MSWI炉渣的利用潜力。因此,本研究将MSWI炉渣等质量替代30%、50%、70%的混凝土粗集料,配制得到不同的MSWI炉渣混凝土。研究了MSWI炉渣混凝土的抗压强度和弹性模量等力学性能;通过毒性特征沥滤方法(TCLP)测试评估了MSWI炉渣与MSWI炉渣混凝土的重金属离子浸出情况。通过与普通混凝土进行比较,分析了利用MSWI炉渣的可行性及其最佳替代率。

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