固化污泥的工程性质及微观结构特征

摘要：通过室内试验，向污泥中添加不同比例的石灰、土和粉煤灰，研究了不同配合比下固化污泥的工程性质。研究发现，采用适当的配合比情况下，固化污泥的强度可以满足填埋的要求，渗透性也有很大提高；采用冷冻干燥技术和扫描电镜研究了固化污泥的微观结构，发现固化后污泥的密实性有较大的提高，这是其强度提高的一个重要原因；应用分形几何的理论，对由扫描电镜获取的固化污泥微观结构图像进行了定量分析，结果表明，分形维数和强度之间有较强的正相关性。
关键词：污泥固化；扫描电镜；污泥；分形维数
污泥是水处理过程中形成的以有机物为主要成分的泥状物质，容易腐化发臭、颗粒较细、密度较小、含水率高且不易脱水，呈胶状结构的亲水性物质[1]。污泥中有机质、N、P含量很高，重金属含量也很高，同时还含有大量的病原微生物。若处理不当，会随雨水等进入水体，引起二次污染，因而污泥处理技术已成为重要的环保课题之一。污泥的处理方式主要有投海、焚烧和填埋等。投海由于对海洋环境的危害，基本上已经被取消。焚烧则由于较高的处理成本，其应用也受到了限制。相对于其他处理方式，卫生填埋具有更大的应用前景。当前污泥填埋的主要方式是与城市生活垃圾混合填埋，但由于垃圾和污泥分属环卫和市政两个不同的行政部门管理，在管理体制上还需进一步理顺，在技术方面，由于脱水后污泥含水量一般在200%以上，这一含水率通常不能满足填埋场的要求，因此，污泥需要再处理，才能送生活垃圾填埋场填埋。
当污水处理厂距离垃圾填埋场比较远，或者垃圾填埋场不愿意接受污泥时，污泥必须单独填埋，单独填埋使得填埋场更加专业化，而且污泥单独填埋也存在着一些技术难题，主要是污泥土力学性质（一般用抗剪强度表示）很差，不适于填埋[2～4]。污泥的渗透性非常低，很难通过固结或晾晒降低其含水量来提高强度。因此，必须寻求一种经济有效的途径，使得污泥强度提高，从而满足单独填埋的要求，这一过程称之为污泥的固化。

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