1概述

　　水泥固化的實際過程十分復(fù)雜，目前尚未有理論上的透徹解釋。一般認為其作用機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性能。在我國，用水泥固化處理重金屬固體廢物已有實驗研究，但未見有應(yīng)用的研究報道。本研究用此法處理線路板廠的廢水處理污泥，對其固化條件、固化材料配比、固化塊的浸出性能、抗壓強度等作了初步實驗探索。

　　2實驗部分

　　211實驗材料

　　試驗所采用的污泥取自廣州黃埔經(jīng)濟開發(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、粉碎，過200目篩后備用。

　　212實驗方法

　　將污泥、水泥、河沙、添加劑、水按一定比例在容器中混合均勻，注入穩(wěn)定形狀容器固化成型得固化樣品。取出測其比重、抗壓強度及金屬離子浸出率。

　　浸出實驗按GB5086-85進行操作，固化塊經(jīng)粉碎（超微粉碎機在茶葉領(lǐng)域）（<5mm）稱重后，放入燒杯中，加水至固化塊完全浸沒，至一定時間取少量分析用原子吸收分光光度計分析Cu、Sn、Au、Fe.固化塊的抗壓強度按GB177-85《水泥膠砂強度檢測方法》，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

　　為了制得均勻的固化體必須選用具有流動性好、凝固時間合適、離析水量適當?shù)乃�泥混合物配料方案。攪拌機可混合的混凝土的流動值一般應(yīng)在200～300mm之間，初凝時間應(yīng)在1h以上，離析水消失時間應(yīng)在6h以內(nèi)[4]。我們試驗了不同配比的水泥固化體的混合性實驗。

　　水泥固化處理效果良好，其中Cu2 的浸出濃度大大低于我國《有色金屬工業(yè)固體廢物污染控制標準》中規(guī)定的浸出最高允許濃度。

　　Sn、Au的浸出濃度也均低于011mg/I.這可能是因為混凝土的凝結(jié)和硬化過程中主要的化學(xué)反應(yīng)是水泥化合物，同時由于固化塊的微孔與毛細管不連通，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行，因此，其溶出量很低。

　　312pH的影響

　　由于固化塊最終處理是自然堆放或作為建筑路基材料，其不可避免會被自然降雨所淋浸，近年來因工業(yè)污染，酸雨現(xiàn)象嚴重，南方地區(qū)常出現(xiàn)pH<5的降雨，有時甚至低于310，而pH正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的水作實驗。

　　隨著pH降低，Cu2 的浸出濃度增大，低pH時增加一倍多，高pH時變化不明顯；Sn在高pH和低pH均有所增加，顯然是因為Sn具有兩性的緣故。Au的浸出變化較小。整個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，同時與水泥本身易受酸堿腐蝕也有一定關(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、固化塊的強度及固化處置的成本。我們對不同的污泥/水泥配比進行了Cu2 浸出實驗。

　　所以綜合考慮，在不影響固化塊抗壓強度的情況下，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，筆者認為硫脲在固化過程中可能起著兩個作用：（1）促進作用，促進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 作用形成穩(wěn)定的硫化物，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，Cu2 的浸出隨著硫脲加入量的增大而降低。

　　315固化塊的抗壓強度

　　因為污泥固化后形成的固化塊，要采取自然堆放或利用作為路基材料等，所以固化塊必須具有一定的抗壓強度。我們對不同配比的固化塊進行了抗壓強度的測試。水泥的含量增加，抗壓強度增加。

　　水泥含量對抗壓強度有較大的影響，隨著水泥含量的增加抗壓強度降低。配方中加入添加劑Na2SiO3對固化塊的抗壓強度有明顯的提高。本研究認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)，促進水泥交聯(lián)凝固，從而提高固化塊強度，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允許浸出濃度。實驗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、固化操作簡單、實用性強。不足之處，其處理成本相對較高。