水泥固化的實(shí)際過程十分復(fù)雜，目前尚未有理論上的透徹解釋。一般以為其作用機(jī)理是通過水泥中的粉末狀硅酸鈣水化膠體對有毒物質(zhì)的吸附，及水泥中水化物能與有害物質(zhì)形成固溶體，從而將其束縛在水泥硬化組織內(nèi)。普通硅酸鹽水泥就具有良好的固化有毒物的機(jī)能。在我國，用水泥固化處理重金屬固體廢料已有實(shí)驗(yàn)研究，但未見有應(yīng)用的研究報(bào)道。本研究用此法處理線路板廠的廢水處理污泥，對其固化前提、固化材料配比、固化塊的浸出機(jī)能、抗壓強(qiáng)度等作了初步實(shí)驗(yàn)探索。
2實(shí)驗(yàn)部門
211實(shí)驗(yàn)材料
試驗(yàn)所采用的污泥取自廣州黃埔經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)某線路板廠廢水車間用石灰混凝沉淀、脫水干化后的污泥餅，其含水量為50～55.污泥經(jīng)烘干恒重、破碎摧毀，過200目篩后備用。
212實(shí)驗(yàn)方法
將污泥、水泥、河沙、添加劑、水按一定比例在容器中混合平均，注入不亂外形容器固化成型得固化樣品。掏出測其比重、抗壓強(qiáng)度及金屬離子浸出率。
浸出實(shí)驗(yàn)按GB5086-85進(jìn)行操縱，固化塊經(jīng)破碎摧毀（超微破碎摧毀機(jī)在茶葉領(lǐng)域）（<5mm）稱重后，放入燒杯中，加水至固化塊完全浸沒，至一定時(shí)間取少量分析用原子吸收分光光度計(jì)分析Cu、Sn、Au、Fe.固化塊的抗壓強(qiáng)度按GB177-85《水泥膠砂強(qiáng)度檢測方法》，pH值用pHC-3S型酸度測定。
3結(jié)果與討論
311425水泥的固化特性
為了制得平均的固化體必需選器具有活動性好、凝固時(shí)間合適、離析水量適當(dāng)?shù)乃嗷旌衔锱淞戏桨浮嚢铏C(jī)可混合的混凝土的活動值一般應(yīng)在200～300mm之間，初凝時(shí)間應(yīng)在1h以上，離析水消失機(jī)間應(yīng)在6h以內(nèi)[4]。我們試驗(yàn)了不同配比的水泥固化體的混合性實(shí)驗(yàn)。
水泥固化處理效果良好，其中Cu2 的浸出濃度大大低于我國《有色金屬產(chǎn)業(yè)固體廢料污染控制尺度》中劃定的浸出最高答應(yīng)濃度。
Sn、Au的浸出濃度也均低于011mg/I.這可能是由于混凝土的凝聚和硬化過程中主要的化學(xué)反應(yīng)是水泥化合物，同時(shí)因?yàn)楣袒瘔K的微孔與毛細(xì)管不連通，污泥中的重金屬被封固在硬化塊內(nèi)，阻止了重金屬內(nèi)部溶出，溶出只在固化塊表面進(jìn)行，因此，其溶出量很低。
312pH的影響
因?yàn)楣袒瘔K終極處理是天然堆放或作為建筑路基材料，其不可避免會被天然降雨所淋浸，近年來因產(chǎn)業(yè)污染，酸雨現(xiàn)象嚴(yán)峻，南方地區(qū)常泛起pH<5的降雨，有時(shí)甚至低于310，而pH恰是影響金屬離子溶出的重要因素之一。為測定不同pH對固化塊的浸出規(guī)律，我們用不同pH的水作實(shí)驗(yàn)。
跟著pH降低，Cu2 的浸出濃度增大，低pH時(shí)增加一倍多，高pH時(shí)變化不顯著；Sn在高pH和低pH均有所增加，顯然是由于Sn具有兩性的緣故。Au的浸出變化較小。整個(gè)pH值的影響表現(xiàn)為在高或低pH水中浸出濃度有所增加，這除了與金屬離子本身的性質(zhì)有關(guān)外，同時(shí)與水泥本身易受酸堿侵蝕也有一定關(guān)系，但總的影響不大。
313污泥/水泥配比的影響
水泥是固化的基本材料，其用量的多少直接關(guān)系到金屬離子固化效果、固化塊的強(qiáng)度及固化處置的本錢。我們對不同的污泥/水泥配比進(jìn)行了Cu2 浸出實(shí)驗(yàn)。
所以綜合考慮，在不影響固化塊抗壓強(qiáng)度的情況下，應(yīng)盡量選擇水泥使用量較低的配比。
314添加劑硫脲的影響
添加硫脲主要是考察對固化塊中Cu2 的固化影響，筆者以為硫脲在固化過程中可能起著兩個(gè)作用：（1）促進(jìn)作用，促進(jìn)水泥的膠凝固化作用，便固化塊形成網(wǎng)狀交聯(lián)三維結(jié)構(gòu)，對有害成分起著固化作用；（2）一種硫化劑，與Cu2 作用形成不亂的硫化物，從而防止Cu2 的溶出。顯然，配方中加入硫脲可使固化塊的固化能力增強(qiáng)，Cu2 的浸出跟著硫脲加入量的增大而降低。
315固化塊的抗壓強(qiáng)度
由于污泥固化后形成的固化塊，要采取天然堆放或利用作為路基材料等，所以固化塊必需具有一定的抗壓強(qiáng)度。我們對不同配比的固化塊進(jìn)行了抗壓強(qiáng)度的測試。水泥的含量增加，抗壓強(qiáng)度增加。
水泥含量對抗壓強(qiáng)度有較大的影響，跟著水泥含量的增加抗壓強(qiáng)度降低。配方中加入添加劑Na2SiO3對固化塊的抗壓強(qiáng)度有顯著的進(jìn)步。本研究以為因水泥的主要成分是硅酸鹽（Ca、Al、Mg、Fe等），Na2SiO3作為添加劑，能加快水泥成分的水合反應(yīng)，促進(jìn)水泥交聯(lián)凝固，從而進(jìn)步固化塊強(qiáng)度，降低有害物質(zhì)的溶出。
4結(jié)論
對石灰中和混凝污泥采用水泥固化，效果良好，Cu的浸出率均大大低于答應(yīng)浸出濃度。實(shí)驗(yàn)得出最佳配比的固化污泥，克服了污泥造成的二次污染。水泥固化材料易得、固化操縱簡樸、實(shí)用性強(qiáng)。不足之處，其處理本錢相對較高。
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