有机-无机复合固化剂合成及重金属污染底泥固化研究

作     者：陈运涛 肖瑶 王健男 高忠帅 崔美 黄仁亮 CHEN Yuntao;XIAO Yao;WANG Jiannan;GAO Zhongshuai;CUI Mei;HUANG Renliang

作者机构：中交天津港湾工程研究院有限公司天津300222 港口岩土工程技术交通运输行业重点实验室天津300222 天津市港口岩土工程技术重点实验室天津300222 中交第一航务工程局有限公司天津300222 天津大学海洋科学与技术学院天津300072 

出 版 物：《环境工程》 (Environmental Engineering)

年 卷 期：2024年第42卷第3期

页      面：82-91页

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：天津市重点研发计划(18YFHBZC00010) 

主　　题：重金属 污染底泥 固化剂 无侧限抗压强度 稳定化 

摘      要：疏浚重金属污染底泥由于具有含水率高、强度低等特性,无法直接作为工程材料应用,并且会对环境造成污染。设计合成了一种丙烯酸-苯乙烯磺酸共聚物(AA-SSS),并与水泥和纳米水化硅酸钙(早强剂)混合,开发了一种有机-无机复合固化剂。探究了有机-无机复合固化剂对底泥固化抗压强度和重金属离子稳定化的影响,并分析了其机理。结果表明:有机-无机复合固化剂对底泥固化强度增强效果显著,在10%水泥、1%AA-SSS、2%早强剂添加量下,底泥固化1 d的抗压强度为0.85 MPa,相比未加固化剂,提高了467%。在该条件下,底泥中的Pb^(2+)、Ni^(2+)、Cd^(2+)、Cr^(3+)的浸出浓度分别从7.05,8.32,4.40,7.12 mg/L降至2.68,2.61,0.68,2.05 mg/L,经固化稳定化后底泥酸浸出液中重金属浓度均低于危险废物鉴别标准值。水泥水化产物加强了淤泥颗粒之间的胶结,并包裹固定金属离子,同时AA-SSS和纳米水化硅酸钙可以分散和促进水泥水化,并通过静电作用和吸附作用固定金属离子。研究表明有机-无机复合固化剂在提高底泥抗压强度和重金属离子稳定化具有良好的应用前景。