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工业固废-水泥固化腐殖土的力学响应和微观机制

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岩土工程学报 2024年

作者：金佳旭秦志发刘磊万勇王静左胜浩辽宁工程技术大学土木工程学院中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室中国科学院武汉岩土力学研究所-香港理工大学固体废弃物科学联合实验室中国科学院武汉岩土力学研究所污染泥土科学与工程湖北省重点实验室黄河实验室(郑州大学)

为了推动腐殖土在岩土工程领域的资源化利用，采用工业固废（包括生物质飞灰、电石渣和磷石膏）协同水泥对腐殖土进行固化处理。本文以中国广东省某陈旧型简易垃圾填埋场开采的腐殖土为研究对象，通过常规三轴试验、干湿和冻融循环试验... 详细信息

为了推动腐殖土在岩土工程领域的资源化利用，采用工业固废（包括生物质飞灰、电石渣和磷石膏）协同水泥对腐殖土进行固化处理。本文以中国广东省某陈旧型简易垃圾填埋场开采的腐殖土为研究对象，通过常规三轴试验、干湿和冻融循环试验、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅立叶红外光谱（FTIR）和压汞（MIP）测试探究了工业固废-水泥固化腐殖土的三维力学特性、耐久性能及微观机制。试验结果表明：随着Po-b（即工业固废替代水泥的比率）的增加，试样偏应力与轴向应变的关系逐渐由应变软化向应变硬化过渡。三元工业固废的适当掺入（Po-b为25%～50%）有利于减缓干湿循环作用下工业固废-水泥固化腐殖土试样的劣化速率，而纯水泥固化腐殖土试样表现出相对优异的极限偏应力和抗冻性。微观结构分析表明大量钙矾石晶体和C-(A)-S-H凝胶等产物增强了腐殖土颗粒之间的粘结的同时填充了微观孔隙。研究结果可为垃圾填埋场开采的腐殖土修复及再利用提供理论依据。

关键词：腐殖土固化/稳定化生物质飞灰三轴试验微观机制

不同曝气梯度对腐殖土中溶解性有机物的释放影响

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中国环境科学 2024年

作者：陈毅强蒋栩侯俊苗令占江苏省环境工程技术有限公司河海大学环境学院浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室

该研究旨在探讨不同曝气梯度对腐殖土中溶解性有机物（DOM）释放的影响，以揭示腐殖土释碳性能及其在污水处理中的应用潜力。通过设置无曝气、低曝气、中曝气和高曝气四种梯度，开展600小时的释碳实验，利用总有机碳（TOC）分析、三维... 详细信息

该研究旨在探讨不同曝气梯度对腐殖土中溶解性有机物（DOM）释放的影响，以揭示腐殖土释碳性能及其在污水处理中的应用潜力。通过设置无曝气、低曝气、中曝气和高曝气四种梯度，开展600小时的释碳实验，利用总有机碳（TOC）分析、三维荧光光谱-平行因子分析（EEM-PARAFAC）及紫外-可见光吸收光谱法，检测各时间点的释碳量及DOM组分变化。结果显示：曝气强度显著影响腐殖土的释碳量及周期，在中曝气量之前释碳量随曝气强度增加而增加，超过中曝气量后反而减少。曝气因素对芳香蛋白类物质I（C1）与富里酸物质（C3）的释放起到了促进效果，但是对这两种组分的促进强度与效果存在差异，曝气因素对芳香蛋白类物质Ⅱ（C2）与溶解性微生物代谢产物（C4）的释放起到了抑制效果，并且对这两种组分的抑制效果与强度同样存在差异。紫外-可见光吸收分析表明，腐殖土释碳过程中DOM的芳香性和腐殖化程度随时间增加。在600h的试验周期内，腐殖土释碳周期约为248 h，较高的曝气强度有助于提高DOM的微生物利用率。

关键词：腐殖土溶解性有机物曝气强度

锑污染垃圾腐殖土淋洗修复及其资源化用作绿化用土研究

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环境污染与防治 2024年第5期46卷 666-670页

作者：张海静江文琛刘超然王磊黄晟上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200092

随着垃圾填埋场开挖筛分分质利用工程的陆续开展,筛分出的腐殖土妥善处置成了亟待解决的问题。通过超声淋洗不同粒径的锑污染垃圾腐殖土,研究了柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠(EDTA)及两者复合淋洗剂的淋洗效果,并通过小麦种子萌发实验探究... 详细信息

随着垃圾填埋场开挖筛分分质利用工程的陆续开展,筛分出的腐殖土妥善处置成了亟待解决的问题。通过超声淋洗不同粒径的锑污染垃圾腐殖土,研究了柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠(EDTA)及两者复合淋洗剂的淋洗效果,并通过小麦种子萌发实验探究锑污染垃圾腐殖土资源化用作绿化用土的潜力。研究发现,柠檬酸和EDTA复合超声淋洗既可有效提升腐殖土中锑的去除效果,能缩短处理时间,能消除粒径的影响,而且还可以减少营养物质流失。小麦种子萌发实验表明,柠檬酸和EDTA复合超声淋洗后的腐殖土具有资源化用作绿化用土的潜力,适当地可以根据不同营养元素损失率进行氮肥、磷肥和钾肥掺拌。

关键词：腐殖土重金属锑淋洗资源化绿化用土

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腐殖土对废水中Cu^(2+)的吸附

同济大学学报（自然科学版） 2013年第2期41卷 240-246页

作者：吴敏刘振朱睿戴晓虎同济大学环境科学与工程学院上海200092 上海市环境科学研究院上海200233

研究了腐殖土对废水中Cu2+的吸附,并考察了吸附时间、Cu2+的初始浓度、腐殖土投加量、初始pH值和温度等因素对吸附过程的影响.通过吸附动力学、吸附等温线和红外光谱(FTIR)等方法探讨了吸附机理.试验条件下,单位腐殖土对Cu2+的吸附量随... 详细信息

研究了腐殖土对废水中Cu2+的吸附,并考察了吸附时间、Cu2+的初始浓度、腐殖土投加量、初始pH值和温度等因素对吸附过程的影响.通过吸附动力学、吸附等温线和红外光谱(FTIR)等方法探讨了吸附机理.试验条件下,单位腐殖土对Cu2+的吸附量随时间的延长而增加直至达到吸附平衡,随Cu2+的初始浓度增大和初始pH值的上升而增加,随腐殖土投加量的增加而减少,吸附过程温度的影响不显著.腐殖土吸附Cu2+的过程符合Lagergren准二级吸附速率方程和Freundlich吸附等温方程,吸附过程以化学吸附为主,红外光谱分析表明,参与吸附的主要基团是羟基和芳香基等化学基团.

关键词：腐殖土铜离子吸附动力学吸附等温线红外光谱

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腐殖土对活性污泥中重金属形态分布的影响

同济大学学报（自然科学版） 2010年第2期38卷 263-267页

作者：吴敏朱睿魏传银潘孝辉同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092

分别投加0,0.5,1,2,3和5g腐殖土(HS)于1000mL活性污泥中充分搅拌20d,采用Tessier五步提取法对其中锌、镍、铜、铅元素的形态分布进行分析研究,结果表明,投加腐殖土能明显改变活性污泥中重金属的形态分布.对锌元素,可交换离子态(F1)锌,... 详细信息

分别投加0,0.5,1,2,3和5g腐殖土(HS)于1000mL活性污泥中充分搅拌20d,采用Tessier五步提取法对其中锌、镍、铜、铅元素的形态分布进行分析研究,结果表明,投加腐殖土能明显改变活性污泥中重金属的形态分布.对锌元素,可交换离子态(F1)锌,碳酸盐结合态(F2)锌和铁锰氧化物结合态(F3)锌含量与HS投加量有显著负相关性(0.9266,0.9310,0.9144,置信度P腐殖土能明显降低活性污泥中锌,镍元素的潜在迁移能力.

关键词：活性污泥腐殖土重金属形态

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腐殖土的改性及对氨气的吸附性能

环境工程学报 2016年第8期10卷 4429-4434页

作者：段世超李坚北京工业大学环境与能源工程学院北京100124

氨气是一种无色而具有强烈刺激性气味的碱性气体,不仅对人和动物健康造成危害,还会对空气造成污染。腐殖土有疏松多孔的结构和羧基、羟基等官能团。实验以腐殖土为原料,采用典型的酸、碱、盐对其进行改性,以扩大比表面积和孔径,来改善... 详细信息

氨气是一种无色而具有强烈刺激性气味的碱性气体,不仅对人和动物健康造成危害,还会对空气造成污染。腐殖土有疏松多孔的结构和羧基、羟基等官能团。实验以腐殖土为原料,采用典型的酸、碱、盐对其进行改性,以扩大比表面积和孔径,来改善腐殖土对氨气的吸附能力。结果表明:用17%的H_2SO_4溶液,液固比为8∶1,60℃活化8 h,105℃下烘干的条件下改性得到的腐殖土比表面积最大,由原样的12 m2·g-1提高到46 m2·g-1,提高3.83倍。改性后的腐殖土中加入1%的甲基纤维素,制成的吸附剂在200℃焙烧2 h,穿透时间由原样的10 min增长到90 min,提高了8倍。穿透吸附量由原样的0.085 mg·g-1增加到2.3 mg·g-1,提高了26倍。

关键词：腐殖土氨气改性吸附

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高温厌氧下腐殖土对改善活性污泥性质的影响

同济大学学报（自然科学版） 2012年第9期40卷 1349-1356页

作者：李伟英许京晶吴敏陆辉同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092 中国海诚工程科技股份有限公司上海200031 同济大学长江水环境教育部重点实验室上海200092

以提高活性污泥脱水性能、减量化、稳定化为目标,通过考察毛细吸水时间、有机元素组成、有机物分子量分布、傅立叶红外光谱等指标,探讨在55°C高温厌氧条件下腐殖土的投加量、反应时间对活性污泥脱水性能、元素组成及结构特征的影响.研... 详细信息

以提高活性污泥脱水性能、减量化、稳定化为目标,通过考察毛细吸水时间、有机元素组成、有机物分子量分布、傅立叶红外光谱等指标,探讨在55°C高温厌氧条件下腐殖土的投加量、反应时间对活性污泥脱水性能、元素组成及结构特征的影响.研究结果表明,污泥脱水性能随腐殖土投加量的增加而提高,且脱水时间减少9.5%～38.4%;在腐殖土的作用下污泥中富里酸(FA)相对分子量分布指数Mw/Mn随投加量递减,小分子量有机物数量的比值由50%提升至70%;污泥中腐殖酸(HA)的傅立叶红外光谱图中腐殖土投加前后在1 654,1 540,2 925cm-1峰处有明显的降低,表明腐殖土投加增强HA芳构化程度,提高处理后污泥的稳定性和成熟度;有机元素、总有机碳分析亦得到类似的结论.

关键词：活性污泥污泥稳定高温厌氧消化腐殖土

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腐殖土SBR工艺处理生活污水的试验研究

中国给水排水 2008年第17期24卷 9-11,15页

作者：尹军赵可南亚彬刘亮吉林建筑工程学院水污染控制与资源化利用吉林省重点实验室吉林长春130021 中国市政工程东北设计研究院吉林长春130021

考察了添加腐殖土的SBR工艺处理生活污水的效果,并与传统SBR反应器进行对比。结果表明,腐殖土SBR工艺对有机物、NH4+-N和TP的去除率分别为85%、83%和72%,与传统SBR工艺相比,提高了对有机物的降解速率,且添加腐殖土有助于SND现象的发生,... 详细信息

考察了添加腐殖土的SBR工艺处理生活污水的效果,并与传统SBR反应器进行对比。结果表明,腐殖土SBR工艺对有机物、NH4+-N和TP的去除率分别为85%、83%和72%,与传统SBR工艺相比,提高了对有机物的降解速率,且添加腐殖土有助于SND现象的发生,从而提高了对氮的去除率。腐殖土的添加缩短了SBR系统的有机物氧化和氨氮硝化的时间,对于提高处理效率和降低运行费用具有重要意义。

关键词： SBR工艺腐殖土生活污水脱氮除磷

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腐殖土活性污泥中重金属的浸出行为研究

中国给水排水 2012年第5期28卷 97-100页

作者：张利梅吴敏朱妍朱睿同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092 中国海城工程科技股份有限公司上海200031

在不同pH值和腐殖土投加量条件下,对活性污泥中Zn、Ni、Cu和Pb四种重金属的浸出行为进行了研究。结果表明,污泥中Zn和Ni的浸出率随pH值的降低而呈明显升高的趋势,Cu和Pb的浸出率也随pH值的降低而升高,但变化幅度相对较小。在酸性条件下... 详细信息

在不同pH值和腐殖土投加量条件下,对活性污泥中Zn、Ni、Cu和Pb四种重金属的浸出行为进行了研究。结果表明,污泥中Zn和Ni的浸出率随pH值的降低而呈明显升高的趋势,Cu和Pb的浸出率也随pH值的降低而升高,但变化幅度相对较小。在酸性条件下,随着腐殖土投量的增加,活性污泥中Zn、Ni、Cu和Pb的浸出率明显降低;而在中性偏碱性条件下,这种变化趋势不明显。投加腐殖土能明显改变活性污泥中重金属的形态分布,促进重金属的稳定化,进而显著改善重金属的浸出行为。

关键词：活性污泥重金属浸出 pH值腐殖土