水泥固化淤泥非饱和渗透特性试验研究

采用的试验材料是南京市西南长江下游的江心洲洲头的自然产生的淤泥,对水泥掺量的淤泥进行了固化处理,通过一步流动法试验获得固化淤泥的持水特征曲线和非饱和渗透系数.并通过压汞试验分析各因素对固化淤泥孔径分布的影响,从而分析各因素对固化淤泥渗透性的影响.试验表明:水泥掺量增加,使得固化淤泥中的大孔隙数量减少,小孔隙数量增加;同一基质吸力下,固化淤泥的非饱和渗透系数随着水泥掺量的增加而减小.     

固化淤泥的干燥收缩试验

对不同初始含水率和水泥添加量的淤泥进行固化处理,结合土水特征曲线和收缩曲线探讨固化淤泥在干燥过程中基质吸力与孔隙比之间的关系。试验结果表明:原泥与低水泥添加量的固化淤泥随着基质吸力的增加会出现干缩现象,且固化淤泥的收缩小于原泥,高水泥添加量的固化淤泥不发生收缩;当基质吸力增至某一值ψS后,基质吸力增大不会引起试样的进一步收缩,固化淤泥ψS的大小与淤泥的初始含水率、水泥添加量有关。     

疏浚淤泥脱水联合固化试验研究

为了实现疏浚淤泥的快速处治,以河道疏浚底泥为研究对象,采用先排水后固化的处理思路,首先在淤泥中添加絮凝剂,含水率迅速降低,在絮凝剂脱水的基础上,再加入固化剂,对固化土进行含水率、液塑限、无侧限抗压强度以及微观特性进行试验研究。结果表明:在絮凝脱水淤泥中加入水泥后含水率降低,固化龄期越长、水泥掺量越高,含水率越低;随着固化剂掺量的增加,固化土的液限逐渐降低,塑限逐渐增大,塑性指数减小,且10%水泥掺量下的淤泥固化土强度可达到136. 5 kPa和143. 4 kPa;絮凝剂对脱水的促进效果远大于其在固化时的负面效果。     

西湖疏浚淤泥的固化试验

采用工业废料、水泥及添加剂对西湖疏浚淤泥进行固化.结果表明,淤泥固化土的强度能够达到公路基层填料的要求,但是淤泥的含水量对固化效果的影响很大,若将含水量降至100%以下,淤泥固化土的强度随固化材料掺入比和龄期的提高均有较大的增长,可获得理想的固化效果;钢渣和粉煤灰两种工业废料中,钢渣对淤泥固化土强度的提高幅度显著高于粉煤灰,当钢渣掺入比大于30%时,淤泥固化土Ⅰ和Ⅱ分别可作为公路基层和底基层的填料,但掺粉煤灰的淤泥固化土不能满足公路基层填料的强度要求;掺入少量的QL-1添加剂能显著提高淤泥固化土的强度,从成本和效果综合考虑,QL-1添加剂的掺入比不宜超过1.5‰;水泥掺入比大于10%才能有效地固化西湖淤泥;经估算,采用淤泥固化土作为公路基层填料与级配粒料造价相当,但其环保和社会效益却无法比拟.     

水泥固化高含水率淤泥的收缩性质

针对高含水率疏浚淤泥水泥固化后的失水收缩性质,通过收缩试验对水泥添加量、养护龄期和淤泥初始含水率对水泥固化后的收缩规律进行了研究.结果表明:对于不同水泥添加量、养护龄期和初始含水率的固化淤泥,收缩曲线的形式与天然黏土相似;固化淤泥的收缩主要是由于水分蒸发引起,水泥添加量越高、养护龄期越长、淤泥的初始含水率越低对固化淤泥的收缩性控制越有利.     

高含水率疏浚淤泥固化的力学性质试验研究

基于以废治废有效利用大掺量粉煤灰治理淤泥的思路,使用水泥和生石灰作为粉煤灰的激发剂,同时使用高吸水树脂内供水进行固化土内养护,进行固化土无侧限抗压强度试验和含水率试验.水泥加高吸水树脂、水泥加粉煤灰及水泥加生石灰双掺固化试验发现,各掺量下固化土的强度随龄期的增长而增长,在水泥掺入比一定时各种固化材料存在最佳掺量;以此为基础的四种材料的正交试验得出了固化淤泥的最佳的配比组合并分析固化机制,可以为低掺量水泥处理高含水率疏浚淤泥的实际工程提供参考.含水率试验得出粉煤灰和生石灰能快速降低固化土的含水率,高吸水树脂能够延缓固化土含水率的降低,能够通过内供水的方式保证水化反应环境,继而促使水化反应更大程度地进行.     

吸水树脂快速固化高含水率疏浚淤泥试验

为利用吸水树脂快速固化高含水率疏浚淤泥,以树脂和淤泥直接拌和、树脂按不同方式布置于淤泥中的试验为基础,研究树脂使用方式对淤泥状态和质量含水率变化的影响。试验结果表明:树脂与淤泥直接拌和可以提高淤泥的液限和塑限,并能快速将淤泥由流态转变为可塑态,方便淤泥的转运;吸水树脂沿水平或垂直方向布置在淤泥中,能快速将淤泥质量含水率由初始的1.3倍液限降至液限含水率附近;吸水饱和的树脂在30℃左右的环境中烘干后可以循环利用以降低成本;不同的使用方式的吸水树脂对不同状态的高含水率疏浚淤泥的固化效果均较好。     

基于无接触电阻率法的疏浚淤泥固化土的早期固化机理研究

采用无接触电阻率测定仪测定淤泥固化土的72 h内的电阻率ρ随时间t变化的特征曲线ρ(t)-t,分析淤泥固化土电阻率的变化特点;并从淤泥固化土中微观反应的角度进行了分析,试图从电阻率的角度阐释淤泥固化土早期的固化机理。试验结果表明,无接触电阻率法可以用来反映淤泥固化土早期的内部微观反应,根据电阻率曲线的特征点将淤泥固化土内部的化学反应过程划分为Ⅰ溶解期、Ⅱ诱导期、Ⅲ硬化期三个反应阶段。不同有机质含量的淤泥固化土的电阻率曲线形式类似,只是对特征点的位置有影响,验证了溶解期阻碍淤泥固化土电阻率下降的原因。     

氯氧镁水泥固化淤泥力学性能试验与微观机理研究

绿色低碳的氯氧镁水泥(MOC)在淤泥固化中具有较好的应用前景.目前,MOC固化淤泥领域对于MOC净浆中认为的较优水氯比区间(n(H₂O)/n(MgCl₂)=12～21)研究较少,相关反应机理尚不明确.选取5组满足该区间的水氯比(n(H₂O)/n(MgCl₂)=16,17,18,19,20),通过无侧限抗压强度(UCS)、酸碱度(pH)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等试验,研究了水氯比、MgO掺量以及养护龄期对MOC固化淤泥力学性能以及微观机理的影响.结果表明：MOC固化淤泥的最优水氯比为17;MOC固化淤泥早强显著,但14 d后无侧限抗压强度会有所下降;相同水氯比下,MgO掺量越高,生成的产物越多,无侧限抗压强度越大,pH也越高;MOC固化淤泥的产物以三相(3Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O)为主,并含有少量五相产物(5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂...     

固化对淤泥中重金属的稳定化效果

采用添加量为100 kg/m3的固化剂对遭受重金属污染的淤泥进行固化试验,根据试验结果研究了原泥中重金属Cd,Cr,Cu,Ni,Pb和Zn的含量及固化处理前后重金属的赋存形态分布,并对原泥和固化淤泥进行了浸出毒性试验.试验结果表明:在淤泥固化处理过程中,重金属的赋存形态发生了改变,稳定态质量分数有了不同程度的增加;Cd,Cr,Cu,Ni和Zn得到很好的稳定化处理,5种重金属的浸出量、浸出率均有明显降低而且达到标准要求;固化剂对重金属的稳定化作用,除了通过改变重金属的赋存形态,促进重金属非稳定态向稳定态转变来实现外,还可以通过其他方式来实现.     

新型复合絮凝剂对疏浚底泥脱水和重金属固化的研究

模拟实际工程条件, 在实验室考察3种化学调节剂(聚合硫酸铁(PFS)、聚丙烯酰胺(PAM)和一种自配的复合絮凝剂(S003))对实际污染河流底泥的脱水效果。结果表明, 使用PFS和PAM处理后, 泥饼含水率分别为60.22%和64.77%; 用S003处理后, 泥饼的含水率为52.67%; 与PFS和PAM相比, S003处理的脱水速度更快, 具有更好的除浊效果。S003优良的脱水效果主要是由于其含有的无机成分的骨架作用和有机成分的桥接作用, 使底泥形成多孔结构的大絮体, 加快底泥沉降速度, 提高了底泥过滤性能。此外, 受污染的疏浚底泥经S003固化后, 固化体中Cr, Cu, Zn, Ni, Pb和Cd的浸出浓度分别减少55.8%, 92.1%, 89.2%, 61.4%, 34.2%和56.3%。研究结果表明, S003对底泥具有高效的脱水作用和重金属良好的稳定效果。     

河流重金属研究进展

河流与人类的生活息息相关,而河流污染,尤其是重金属污染与人类活动密切相关,并对人类的生存和发展产生了巨大的影响,因此河流环境中的重金属污染已成为多学科研究的一个十分关注的问题.本文综述了国内外专家学者对河流中重金属的含量变化、赋存介质、分布状态、迁移方式、影响因素等方面的研究进展,并就存在的问题进行了总结.     

城市表层土壤重金属污染扩散模型

首先利用MATLAB软件绘制出该区8种重金属浓度的等高线图,得出土壤中重金属的空间分布。然后采用尼梅罗综合污染指数法评价土壤重金属各要素的污染程度,得出5个类区8种重金属的污染等级。分析重金属污染物的传播特征,建立微分方程扩散模型,最后确定污染源的位置。     

香烟燃烧过程中重金属含量及分布规律的研究

本实验采用火焰原子吸收光谱法测定了不同品牌香烟中重金属的本底值、香烟吸过后过滤嘴、烟灰中重金属的总残留量.     

真菌吸附重金属离子的研究

利用黑曲霉和简青霉制备生物吸附剂,研究了它们对重金属Pb2 离子和Cd2 离子的吸附、解吸行为以及实验条件对吸附的影响,包括吸附剂用量、溶液pH值、吸附时间以及共存离子等因素.结果表明,黑曲霉和简青霉吸附Pb2 离子的最适pH值均为5,吸附Cd2 离子时均为3.二者对Pb2 离子的吸附均在4 h达到平衡,吸附量分别为29.07 mg·g-1和36.65 mg·g-1.Cd2 离子吸附也在约4 h达到最大吸附量,分别为26 mg·g-1和26.5mg·g-1.溶液中Zn2 离子和Cd2 离子的存在都会降低Pb2 离子的吸附量.2种吸附剂对Pb2 离子的吸附都符合Langmuir等温线模型,而对Cd2 离子的吸附都较为符合Freundlich等温线模型.1 mol/L HNO3对吸附有Pb2 离子的黑曲霉和简青霉进行解吸,解吸率分别可达77.4%和92.3%.     

厦门西海域拟疏浚物中重金属Cr的去除效果研究

以厦门西海域马銮湾外湾拟疏浚物为研究对象,采用搅拌、曝气试验研究了草酸、草酸铵,EDTA等试剂对拟疏浚物中重金属Cr的浸提效果.结果表明,草酸对重金属Cr的去除效果最佳,其对Cr的去除率分别为EDTA和草酸铵的1.31(1.25)和1.44(1.35)倍.选择最佳试剂草酸进行不同条件试验,包括pH、草酸浓度、固液比和反应时间等,得出最优试验条件为:在pH值为3、草酸摩尔浓度为0.2mol/L、固液比1∶50和反应时间为8h的搅拌或者16h的曝气,对重金属Cr的去除率达到37.19%.     

水泥改良粉质粘土的冻土强度变化规律研究

对粉质粘土地层进行水泥改良后再进行冻结,可以有效减小冻结过程中产生的冻胀量,而改良后地层的冻结强度是冻结设计和施工的基础。为了获得水泥改良后粉质粘土冻结强度的变化规律,进行了不同水泥掺量条件下不同龄期改良粉质粘土的室内实验,测试了冻土的单轴抗压强度和弹性模量参数,获得了水泥掺量对改良后粉质粘土的冻土强度影响规律,建立了冻土强度、弹性模量与水泥掺量之间的线性拟合关系。通过实验发现,水泥的掺入可以有效提高冻土的力学参数,而且水泥掺量越大,冻土强度越高,同时冻土弹性模量也得到了相应提高。研究结果表明,当水泥掺量小于5%时,掺入水泥对冻土单轴抗压强度和弹性模量的提高作用不明显,实际施工中一般应控制掺入地层的水泥量超过5%。     

植物修复重金属-有机物复合污染河道疏浚底泥的研究

针对目前国内普遍存在的排污河道污染问题,通过盆栽试验研究了玉米、印度芥菜、超积累油菜、紫花苜蓿在施用不同配比的排污河道疏浚底泥上对重金属-有机物复合污染的修复情况及超积累的机理.结果表明,随着底泥配比的增加,植物发芽率的抑止程度也增加;适应底泥中高浓度复合污染的植物,底泥施用能促进其生长,提高植物体内的叶绿素含量.植物体内积累的重金属Zn、Pb、Cd以生长在底泥与土壤比为2:1的印度芥菜为最大,分别为1 521 mg/kg、453 mg/kg和11.7 mg/kg;Cu、Ni积累量以生长于底泥中的玉米为最大,分别为128 mg/kg和89.1 mg/kg.在本实验条件下,底泥中有机物以种植玉米的底泥为最大,为76.89%.通过环境扫描电子显微镜及配套的能谱分析发现,重金属在植物体内的聚集存在;经X荧光光谱仪和X射线衍射仪分析,确证了配合体之间及重金属和配合体相互形成架桥而聚集成团,形成重金属结合物积累在植物体内,且在植物根部发现积累了Cu的有机氯化物.种植前后底泥的X射线衍射对比表明,种植后重金属的晶格结构和存在形态发生了变化.     

不同剂量外源重金属注入对土壤重金属形态分布的影响

以塿土为研究对象,在添加不同剂量重金属盐的条件下,采用改进后的Tessier法测定了土壤重金属的形态,研究了不同剂量重金属盐注入后土壤重金属形态分布的变化规律。结果表明:外源重金属注入剂量的高低对塿土中Pb、Cd形态、分布影响较大,对Zn影响较小。低剂量处理后Pb形态分布为:残渣态有机结合态≈铁锰氧化物结合态交换态碳酸盐结合态;较低剂量、中剂量及较高剂量处理后形态分布为:残渣态铁锰氧化物结合态有机结合态碳酸盐结合态交换态,而高剂量处理后形态分布变为:铁锰氧化物结合态碳酸盐结合态残渣态有机结合态交换态。Cd盐处理后,低剂量和较低剂量注入后其形态分布为:残渣态铁锰氧化物结合态≈交换态有机结合态碳酸盐结合态,其他剂量注入后各形态分布呈无规律变化。不同剂量Zn盐处理后土壤中Zn形态分布始终为:残渣态铁锰氧化物结合态有机结合态碳酸盐结合态交换态。