掺排水污泥固结体微粉沥青混合料路用性能.pdf

第 1 6卷第 1 期 2 0 1 3年 2月 建筑材料学报 J OURNAL OF BUI L DI NG MATERI ALS Vo1 ．1 6， NO．1 Fe b ．， 2 0 1 3 文章编号 ： 1 0 0 7 — 9 6 2 9 ( 2 0 1 3 ) 0 1 — 0 1 0 2 — 0 4 掺排水污泥固结体微粉沥青混合料路用性能 沈建 生 ， 孙 家瑛 ( 1 ． 浙江大学 建筑工程学院， 浙江 杭州 3 1 0 0 5 8 ； 2 ． 浙江大学宁波理工学院 绿色建材与废弃物资源化研究中心 ， 浙江 宁波 3 1 5 1 0 0 ) 摘要 ： 将排水污泥进行固结、 粉磨 ， 然后等质量替代石灰石矿粉 制备沥青混合料． 研 究掺排 水污泥 固结体 微粉 沥青 混合料 的路 用性 能 及 其 固结重 金 属 的 能 力． 结果 表 明 ： 掺排 水 污 泥 固结 体微 粉 沥 青混合 料 的路 用性 能如 抗 水侵 害能 力 、 抗 车辙 性 能较 为优 越 ； 掺 7 5 ％( 质 量 分数 ) 排 水 污泥 固结体 微 粉 沥青 混合料 固结重金属 浸 出浓度 符合 G B 5 0 8 5 ． 3 ～2 O O 7的排放 要 求 ， 排 水 污泥 中的 重金 属得 到了有效束缚和稳定 固化． 关键词：排水污泥 ；固结技术；重金属 ；沥青混合料 中图 分类号 ： U4 1 4 ． 1 文献标 志码 ： A d o i ： 1 0 ． 3 9 6 9 ／ ] ． i s s n ． 1 0 0 7 — 9 6 2 9 ． 2 0 1 3 ． 0 1 ． 0 1 9 Ro a d Pe r f o r ma nc e o f As p ha l t M i x t u r e Ad di n g S o l i d i f i e d S e wa g e S l u d g e Po wd e r S HEN J i a n ～ s h e n g ， S UN J i a — y i n g ( 1 ． Co l l e g e o f Ci v i l En g i n e e r i n g a n d Ar c h i t e c t u r e ，Z h e j i a n g Un i v e r s i t y，Ha n g z h o u 3 1 0 0 5 8 ，C h i n a ；2 ． Re s e a r c h Ce n t e r o f Gr e e n Bu i l d i n g Ma t e r i a l s a n d Wa s t e Re s o u r c e s Re u s e ，Ni n g b o I n s t i t u t e o f Te c h n o l o g y ，Z h e j i a n g Un i v e r s i t y，Ni n g b o 3 1 5 1 0 0 ，Ch i n a ) Ab s t r a c t：The c o n t e nt o f he a v y m e t a l s Pb a n d Zn c o nt a i n e d i n mun i c i pa l s e wa ge s l u dg e u s u a l l y e xc e e ds t ha t s e t f o r t h i n GB 5 0 8 5 ． 3 — 2 0 0 7 f o r h a z a r d o u s wa s t e s i n C h i n a ．Ne w s o l i d i f i c a t i o n t e c h n o l o g y wa s a d o p t e d t o s o l i d i f y s e wa ge s l ud ge ． The a s ph a l t mi x t ur e wi t h s o l i d i f i e d s e wa g e s l u d ge po wd e r t o r e pl a c e l i m e s t o ne p o wde r wa s p r e p a r e d． Th e r oa d pe r f o r ma nc e of a s p ha l t mi x t u r e a d di n g s o l i di f i e d s e wa g e s l ud ge p o wde r a n d i t s s t a b i l i t y o f s o l i d i f y i n g h e a v y me t a l we r e s t u d i e d ． Th e e x p e r i me n t a l r e s u l t s s h o w t h a t t h e a s p h a l t mi x t ur e a d di n g s o l i d i f i e d s e wa ge s l u dg e p o wde r ha s e x c e l l e nt a dv a n t a g e s o f r o a d pe r f o r ma n c e s u c h a s wa t e r r e s i s t a n c e a nd r u t t i n g r e s i s t a nc e ．M e a nwh i l e，t he l e a c h a nt c o nc e nt r a t i o n o f he a v y me t a l f r o m a s p ha l t mi x — t u r e a d d i n g 7 5 ％( b y ma s s )s o l i d i f i e d s e wa g e s l u d g e p o wd e r c a n me e t t h e d i s c h a r g e r e q u i r e me n t s s e t f o r t h i n GB 5 0 8 5 ． 3 — 2 0 0 7 ，i n d i c a t i n g t h a t h e a v y me t a l i n s e wa g e s l u d g e i s s o l i d i f i e d e f f e c t i v e l y ． Ke y wo r d s：s e wa g e s l u dg e；s o l i d i f i c a t i on t e c hno l o gy；h e a v y me t a l ；a s ph a l t mi x t ur e 城市排水污泥量以每年 8 ～1 0 ”的速度增 长 ， 处置排水 污泥 的压 力也 随之增 加． 排水 污 泥 中含 有大量的无机物， 如硅、 铝、 钙和铁氧化物等， 同时重 金属含量 明显超 标 ， 如 果任 意 排放 不 加处 理 ， 不 仅 会 造成资源的严重浪费 ， 而且也会对环境造成污染[ 1 ] ． 解决排水污泥问题的最佳 出路是无害化处理、 资源 化利用和产业化发展． 排水污泥无害化处理一般有 堆肥 、 填埋、 焚烧 和深海投放等 ， 但实践证 明这些处 理方法都有局限性． 而困扰排水污泥资源化利用的 最重要 一 点就是 重 金 属 浸 出 问题 ． 本 文 以上 海 市排 水污泥为处置对象， 将 其脱水烘干后加入一定 比例 的固结剂 ， 经一定时间养护成为固结体 ， 粉磨后等质 收稿 日期 ： 2 0 1 1 — 0 9 — 1 7 ；修订 日期 ： 2 0 1 卜1 o 一 1 2 基金项 目： 国家星火项 目( 2 0 1 1 GA7 0 1 0 3 3 ) 第一作者 ： 沈建生( 1 9 8 2 一 ) ， 男 ， 浙江余杭人 ， 浙江大学实验师 ， 硕士． E - ma i l ： s j s n n n @1 6 3 ． c o rn 通信作者 ： 孙家瑛 ( 1 9 6 O 一) ， 男 ， 上海人 ， 浙江大学 宁波理工学院教授 ， 博士．E — ma i l , j a k y s @1 6 3 ． 12 o m 1 ) 质量分数． 文中涉及 的化学组成和油石 比等除特别说 明外均为质量分数和质量比． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 期 沈建生 ， 等 ： 掺排水污泥 固结体微粉 沥青 混合 料路 用性 能 1 O 5 0． 1 2 0 ． 1 0 O．O 8 0 ． 0 6 0 ． 0 4 0 ． 0 2 O I ■Cr 曰Cu Pb 口Cd 日Zn ； E 一 I _ - GB7d E P A,7 d GB,9 0 d t ~A,9 0d GS, l S O d E P A,1 8 0d Te s t m e t h o d a n d t i me 图 4 掺 7 5 ％排 水污泥固结体微粉沥青混合料 重 金属浸出浓度 Fi g． 4 Le a c ha nt c onc e nt r a t i o n o f h e a vy me t a l f r o m a s pha l t mi x t u r e a d d i n g 7 5 s o l i d i f i e d s e wa g e s l u d g e p o wd — er 固结体微粉 沥青混合料对重 金属束缚 能力大为增 强 ， 重金属浸 出浓度大为降低 ， 到 1 8 0 d时 C d和 C u 不能检出， 而其他重金属浸 出浓度 比 G B 5 0 8 5 ． 3 — 2 0 0 7 排放要求小 2个数量级． 因此掺排水污泥 固结 体 微 粉 沥 青 混 合 料 的 安 全 性 完 全 可 以 满 足 G B 5 0 8 5 ． 3 — 2 O O 7的排放要 求 ． 3 结 论 料重金属浸出浓度远小于 GB 5 0 8 5 ． 3 —2 O 0 7的最 高允许值 ， 而且随着固结时间延长， 掺排水污泥固结 体微粉沥青混合料对重金属束缚能力逐渐增强 ， 重 金 属浸 出浓 度逐 渐减 小． 参 考 文献 ： [ 1 ] E 2 3 [ 3 ] [ 4 ] ( 1 ) 采用排水污泥 固结体微粉替代石灰石矿粉 配制的沥青混合料的抗水侵害能力和抗车辙性能均 较优越． ～ ( 2 ) 掺排水污泥 固结体微粉沥青混合料能将重 金属 稳定 在 其 中． 无 论 采 用 中 国 GB 5 0 8 5 ． 3 — 2 O 0 7 中 的平板 振荡 法 检 测 还是 采 用 美 国 E P A 标 准 中 的 旋转振荡法检测 ， 掺排水污泥固结体微粉沥青混合 曹秀芹 ， 陈君． 污水 处理 厂污泥处理 存在 的问题分析[ J ] ． 北京 建筑工程学院学报， 2 0 0 2 ， 1 8 ( 1 ) ： 3 9 — 4 2 ． CAO Xi u — q i n， CHEN J u n ． An a l y s i s o n p r o b l e ms o f s l u d g e d i s — p o s a l i n wa s t e wa t e r t r e a t me n t p l a n t E J ] ． J o u r n a l o f B e ij i n g I n — s t i t u t e o f Ci v i l En g i n e e r i ng a n d Ar c h i t e c t u r e， 2 0 0 2， 1 8( 1 ) ： 3 9 — 4 2 ． ( i n Chi n e s e ) 何 培松 ， 张继荣 ， 陈玲 ， 等． 城市污泥 的特征研究 与再利用前 景 分析 [ J ] ． 生态学 杂志， 2 0 0 4 ， 2 3 ( 3 ) ： 1 3 1 — 1 3 6 ． HE Pe i — s o n g， ZHANG J i — r o n g， CHEN Li n g， e t a 1 ． Ch a r a c t e r i s — t i c s o f m u n i c i p a l s e wa g e s l u d g e a n d a n a l y s i s o n t h e p r o s p e c t s o f i t s r e u s e [ J ] ． C h i n e s e J o u r n a l o f E c o l o g y ， 2 0 0 4 ， 2 3 ( 3 ) ： 1 3 1 — 1 3 6 ． ( i n Chine s e ) US EPA．M e t h o d 1 3 1 1 S W 一 8 4 6 Te s t me t ho d s f o r e v a l u a — t i n g s o l i d wa s t e ： P h y s i c a l ／ c h e mi c a l me t h o d s [ s ] ． Wa s h i n g t o n DC： Go v e r n m e n t a l Pr i nt ing 0f f i c e ， 1 9 8 6 ． 孙家瑛 ， 王志新 ， 乔燕． 矿渣微粉基固化剂固结生活垃圾重金属 研究 [ J ] ． 武汉理工大学学报 ， 2 0 0 7 ， 2 9 ( 3 ) ： 7 1 — 7 4 ． SUN J i a — y i n g， W ANG Z h i — x i n， QI AO Ya n． Re s e a r c h o f a s o l i d i — l y i n g a g e n t c o n t a i ning mi n e r a l s l a g t o c o ns o l i d a t e he a v y me t a l s i n min e r a l a n d mu n i c i p a 1 w a s t e s E J ] ． J o u r n a l o f Wu h a n Un i v e r — s i t y o f Te c h n o l o g y， 2 0 0 7， 2 9 ( 3 )： 7 1 — 7 4． ( i n Ch i n e s e ) 郝培文 ， 张登 良． 石料的碱值对 沥青混合 料水稳定性 能的影 响 [ J ] ． 重庆交通学 院学报 ， 1 9 9 7 ， 1 6 ( 1 ) ： 8 0 — 8 5 ． H A0 Pe i - we n． Z H ANG De n g - l i a n g ． Th e e f f e c t o f a g g r e g a t e a l — k a l i n u mb e r o n wa t e r s t a b i l i t y o f a s p h a l t mi x t u r e s [ J ] ． J o u r n a l o f Cho n g q i n g J i a o t o n g I n s t i t u t e ，1 9 9 7， 1 6(1 )： 8 0 — 8 5 ．( i n Ch i — n e s e ) 一 ． ． ． ∞ 目 曩。 吕 A ^ 矗 J 0口 0 一 誊 8o gu 磊I l 3 B 0 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m