燃煤電廠高鹽脫硫廢水固化基礎實驗
摘要：脫(tuo)(tuo)硫廢(fei)水(shui)零排放背景下，常規的(de)蒸發和結晶工藝無法有效避免(mian)二次污染，提出(chu)了一種脫(tuo)(tuo)硫廢(fei)水(shui)煙氣(qi)(qi)濃(nong)(nong)縮及水(shui)泥(ni)化固(gu)定的(de)技(ji)術路線。在煙氣(qi)(qi)濃(nong)(nong)縮塔中，利(li)用部(bu)分電(dian)除塵器后的(de)煙氣(qi)(qi)對(dui)脫(tuo)(tuo)硫廢(fei)水(shui)進行蒸發濃(nong)(nong)縮，濃(nong)(nong)縮后的(de)脫(tuo)(tuo)硫廢(fei)水(shui)與水(shui)泥(ni)、粉煤灰等(deng)材料(liao)拌合(he)后制得固(gu)化體，從而(er)實現(xian)污染物的(de)水(shui)泥(ni)化固(gu)定。
實驗將模擬高(gao)鹽水與水泥、粉煤灰和河(he)砂(sha)拌合，制得固化體，養護至特定(ding)齡期后，對其抗壓強度和結(jie)合氯離子能(neng)力進行檢測。
通過(guo)控制單(dan)變(bian)量的方法，實(shi)驗探究(jiu)了不同組分材料的配比(bi)對固(gu)化體(ti)的抗壓(ya)強度(du)和結合氯離(li)子能(neng)力(li)的影響(xiang)，并利用XRD對固(gu)化體(ti)粉末(mo)進行了產物(wu)表征(zheng)。
結果表(biao)明：在水(shui)泥配(pei)比(bi)為1.08時(shi)固(gu)化體(ti)的抗(kang)(kang)壓(ya)強(qiang)度(du)(du)最高，粉煤灰配(pei)比(bi)大(da)于(yu)0.25后固(gu)化體(ti)的抗(kang)(kang)壓(ya)強(qiang)度(du)(du)提升(sheng)明顯，模擬高鹽水(shui)配(pei)比(bi)越大(da)，固(gu)化體(ti)的抗(kang)(kang)壓(ya)強(qiang)度(du)(du)越低，河砂(sha)量對固(gu)化體(ti)的抗(kang)(kang)壓(ya)強(qiang)度(du)(du)影響小。
實驗中制得的(de)固(gu)化(hua)體(ti)在(zai)養護28天后，其抗(kang)壓強度(du)值在(zai)30MPa以上，能達到《混凝土路緣石》標準(zhun)中路緣石的(de)最低抗(kang)壓強度(du)要(yao)求(qiu)。隨著水(shui)(shui)(shui)泥(ni)配比的(de)增大，固(gu)化(hua)體(ti)的(de)結(jie)合氯(lv)離(li)(li)子能力(li)增大21.7%，且受水(shui)(shui)(shui)泥(ni)水(shui)(shui)(shui)化(hua)所需水(shui)(shui)(shui)量的(de)限制，其增大趨勢漸緩；由于粉(fen)煤灰在(zai)水(shui)(shui)(shui)化(hua)過程中的(de)產物(wu)與氯(lv)離(li)(li)子生成的(de)Friedel's鹽量較少，隨著粉(fen)煤灰配比的(de)增大，固(gu)化(hua)體(ti)的(de)結(jie)合氯(lv)離(li)(li)子能力(li)僅增大4.9%。XRD的(de)結(jie)果驗證了水(shui)(shui)(shui)泥(ni)固(gu)化(hua)過程中Friedel's鹽的(de)存(cun)在(zai)。
關鍵詞：脫硫廢水；水泥固化；抗壓強度；結合氯離子能力
石灰石/石膏濕法脫硫工藝作為當前燃煤電廠主流脫硫技術，具有脫硫效率高，技術成熟，運行穩定等優點，但為了防止循環漿液系統氯離子等元素的過度富集，脫硫系統需要定期外排一定量的脫硫廢水。脫硫廢水具備以下特點：
1)水質受多種因素影響，且易隨工況及煤種變化而變化；
2)pH在4.5-6.5之間，呈弱酸性，氯離子含量高；
3)以石膏顆粒、二氧化硅、鐵鋁化合物為主要成分的懸浮物含量較高；
4)總溶解性固體含量較高，且變化范圍大，一般在30000-60000mg/L，Ca2+和Mg2+等硬度離子含量高；
5)汞、鉛、砷等重金屬第Ⅰ類污染物超標。因此，脫硫廢水處理倍受業內關注。
隨著《水污染(ran)防(fang)治行(xing)動計劃》（又稱為(wei)“水十條”）和《火(huo)電廠(chang)污染(ran)防(fang)治可行(xing)技術指南》的(de)(de)先后發布，脫(tuo)硫廢水零排放(fang)(fang)成為(wei)燃煤電廠(chang)環(huan)保的(de)(de)重中(zhong)(zhong)之重。目前常用的(de)(de)處理工藝是傳統化(hua)學(xue)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)方法，脫(tuo)硫廢水經(jing)過中(zhong)(zhong)和沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)、沉(chen)(chen)(chen)降、絮凝以及(ji)濃縮(suo)澄清過程，大部分懸浮物和重金屬(shu)離(li)子(zi)會(hui)被去除，這一工藝能(neng)滿足廢水行(xing)業排放(fang)(fang)標準（DL/T997-2006），但無法去除遷移性較強的(de)(de)氯離(li)子(zi)等可溶性鹽分，對硒離(li)子(zi)去除效果也(ye)不佳，無法實現真正的(de)(de)脫(tuo)硫廢水零排放(fang)(fang)。
以蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)(fa)結(jie)晶(jing)和(he)蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)(fa)技(ji)術(shu)為主的(de)(de)(de)零(ling)排放(fang)技(ji)術(shu)是當前脫硫廢水處(chu)(chu)理領域的(de)(de)(de)研(yan)究熱點(dian)。蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)(fa)結(jie)晶(jing)技(ji)術(shu)工(gong)(gong)藝復雜，運行成(cheng)本高，通過(guo)簡(jian)單(dan)預處(chu)(chu)理后得到的(de)(de)(de)混鹽(yan)無(wu)利用(yong)價值，采用(yong)分(fen)鹽(yan)工(gong)(gong)藝能得到純度較高的(de)(de)(de)結(jie)晶(jing)鹽(yan)，但會(hui)進一步加大運行成(cheng)本；低溫(wen)煙道(dao)蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)(fa)以及旁路煙道(dao)蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)(fa)技(ji)術(shu)增加飛灰中含塵(chen)量，將處(chu)(chu)理壓力轉移至電除(chu)塵(chen)器，粉煤灰中鹽(yan)分(fen)過(guo)高會(hui)影響水泥品質。
本(ben)研究(jiu)涉(she)及(ji)一種脫硫(liu)(liu)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)煙(yan)氣濃縮(suo)減量及(ji)水(shui)(shui)泥(ni)(ni)化(hua)固定(ding)(ding)工藝。如圖1所示，在電除(chu)塵(chen)器后(hou)設(she)置帶有液(ye)柱噴管系統的煙(yan)氣濃縮(suo)塔，利(li)用電除(chu)塵(chen)器后(hou)10%-15%的熱煙(yan)氣與(yu)脫硫(liu)(liu)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)液(ye)柱循(xun)環換熱，實現脫硫(liu)(liu)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)5-10倍(bei)的減量濃縮(suo)。濃縮(suo)后(hou)的高鹽廢(fei)(fei)水(shui)(shui)與(yu)水(shui)(shui)泥(ni)(ni)、粉煤灰等膠凝(ning)材料經混合攪拌機(ji)攪拌后(hou)進入(ru)成型設(she)備，隨(sui)后(hou)轉入(ru)恒(heng)定(ding)(ding)溫(wen)度及(ji)濕度的養護室中進行養護，根(gen)據性能可將養護后(hou)的固化(hua)體用作混凝(ning)土或(huo)路緣石等材料。
上述工藝的有益效果為：
1)充分利用電除塵器后煙氣，與脫硫廢水接觸進行傳質傳熱，達到脫硫廢水濃縮減量的效果，是對電廠余熱資源的充分利用；
2)液柱噴管系統能減少噴淋層設置造成的噴嘴堵塞問題；
3)脫硫塔前煙氣含濕量增加，大幅度減少脫硫系統的工藝補充水；
4)水泥固定脫硫廢水中的鹽分和重金屬離子，將流動性的脫硫廢水轉化為物化性能穩定，不易彌散的固化體，有效避免二次污染；
5)充分利用電廠副產品粉煤灰。
水(shui)(shui)泥(ni)固(gu)(gu)化(hua)(hua)技術(shu)具有(you)工(gong)藝簡(jian)單(dan)，原材料簡(jian)單(dan)易獲取，固(gu)(gu)化(hua)(hua)體(ti)性(xing)能(neng)穩定的優點，被廣泛應用(yong)(yong)于放射性(xing)廢(fei)物、重金屬(shu)污染廢(fei)水(shui)(shui)及污泥(ni)等廢(fei)棄物處理領域。但固(gu)(gu)化(hua)(hua)技術(shu)用(yong)(yong)于脫硫廢(fei)水(shui)(shui)處理的研(yan)究(jiu)較少，且主要(yao)利用(yong)(yong)粉煤(mei)灰的火山灰反應來實現固(gu)(gu)化(hua)(hua)穩定化(hua)(hua)，考慮到(dao)脫硫廢(fei)水(shui)(shui)水(shui)(shui)量巨大，固(gu)(gu)化(hua)(hua)體(ti)中水(shui)(shui)泥(ni)摻入少甚至不摻入，因此，制(zhi)得的固(gu)(gu)化(hua)(hua)體(ti)抗壓強(qiang)度性(xing)能(neng)差，一(yi)般只能(neng)作填(tian)埋處置。Renew等研(yan)究(jiu)了同時固(gu)(gu)化(hua)(hua)脫硫廢(fei)水(shui)(shui)濃縮液和(he)粉煤(mei)灰后(hou)的重金屬(shu)浸(jin)出性(xing)能(neng)，水(shui)(shui)泥(ni)占(zhan)總混(hun)合物的10%，用(yong)(yong)量較少，所得固(gu)(gu)化(hua)(hua)體(ti)重金屬(shu)離子浸(jin)出率較低。
然而(er)，對于(yu)固化穩定化脫硫(liu)廢水后固化體的氯(lv)離子(zi)遷移問題，還鮮有研(yan)究。在混凝土(tu)行業中，氯(lv)離子(zi)引起的鋼筋(jin)銹蝕是(shi)鋼筋(jin)混凝土(tu)耐(nai)久(jiu)性能(neng)下降的主(zhu)要(yao)原因，氯(lv)離子(zi)在水泥(ni)基材料中主(zhu)要(yao)存在三種形(xing)式：
1)與水泥中C3A相化學結合形成Friedel’s鹽；
2)被物理吸附在水化產物C-S-H凝膠上；
3)游離在孔溶液中。
其中(zhong)，化(hua)(hua)(hua)學結合和物理吸附(fu)形式的氯(lv)離子統稱為(wei)(wei)結合氯(lv)離子，孔溶(rong)液中(zhong)的游(you)離氯(lv)稱為(wei)(wei)自由氯(lv)離子。自由氯(lv)離子會造成鋼(gang)筋銹(xiu)蝕(shi)，可用(yong)結合氯(lv)離子能(neng)力(li)來評價混凝土(tu)中(zhong)氯(lv)離子存在形式。因此，考慮到固(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)體的用(yong)途，實(shi)驗利用(yong)模擬高鹽水與水泥、粉煤(mei)灰(hui)等(deng)(deng)材料拌(ban)合制得固(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)體，同(tong)時探究了水泥，粉煤(mei)灰(hui)等(deng)(deng)不同(tong)組分(fen)材料對固(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)體抗壓強度及結合氯(lv)離子能(neng)力(li)的影響。
1 實驗部分
1.1 固化膠凝材料
礦渣硅(gui)酸(suan)鹽水(shui)泥（425#）；普通建(jian)筑(zhu)用河砂；粉煤灰，取自華北地區某熱電廠；模擬高鹽水(shui)，實(shi)驗室配制的(de)Cl-濃度為(wei)(wei)30000mg/L的(de)NaCl溶液；脫硫(liu)廢水(shui)，某電廠經三(san)聯箱(xiang)處理后的(de)脫硫(liu)廢水(shui)，熱濃縮(suo)后測得(de)其Cl-濃度為(wei)(wei)30692mg/L。
1.2 實驗方法
（1）固化體制備將水泥、河(he)砂(sha)和(he)粉(fen)煤灰(hui)按一定配比拌合，加入(ru)適(shi)量模(mo)擬高鹽水或脫(tuo)硫廢水攪(jiao)拌均勻后轉移至40mm×40mm×40mm的六聯立方(fang)體試(shi)模(mo)，靜置24h成型后置于飽和(he)Ca(OH)2溶液中養護；
（2）抗壓強度(du)檢測固化體養護(hu)至(zhi)規定(ding)齡期后(hou)，對其進行抗壓強度(du)試驗。恒應力(li)(li)壓力(li)(li)試驗機（河北昌吉(ji)儀器有限(xian)公司(si)，DYE-300B）以恒定(ding)速度(du)移動，當固化體達到最大承受力(li)(li)時，機器停止(zhi)，通過最大承受力(li)(li)計算抗壓強度(du)；
（3）結合(he)氯(lv)離(li)子能(neng)力檢測取養護至(zhi)28d齡期的固化體(ti)粉末，分別用(yong)去離(li)子水(shui)和硝酸浸泡，利用(yong)佛(fo)爾哈德法測得硝酸溶(rong)液中的氯(lv)離(li)子濃(nong)度(du)，可求得到單位質(zhi)量(liang)漿體(ti)中總氯(lv)離(li)子量(liang)Pt(mg/g)；利用(yong)莫爾法測得水(shui)溶(rong)液中氯(lv)離(li)子濃(nong)度(du)，可求得單位質(zhi)量(liang)漿體(ti)中自由(you)(you)氯(lv)離(li)子量(liang)Pf(mg/g)。結合(he)氯(lv)離(li)子量(liang)Pb=總氯(lv)離(li)子量(liang)Pt－自由(you)(you)氯(lv)離(li)子量(liang)Pf。結合(he)氯(lv)離(li)子能(neng)力:
2 實驗結果與分析
2.1 組分材料對固化體抗壓強度的影響
抗壓(ya)強(qiang)度(du)是固(gu)化(hua)(hua)體(ti)的(de)重(zhong)要(yao)性能，也是固(gu)化(hua)(hua)體(ti)再利用(yong)的(de)一個重(zhong)要(yao)指標，為了(le)研究各組(zu)(zu)分(fen)材料(liao)對(dui)固(gu)化(hua)(hua)體(ti)抗壓(ya)強(qiang)度(du)的(de)影響，實驗選用(yong)水泥，粉煤灰(hui)，高(gao)鹽(yan)水以及河砂(sha)作為固(gu)化(hua)(hua)材料(liao)，分(fen)別(bie)設計了(le)水泥量(liang)(liang)組(zu)(zu)，粉煤灰(hui)量(liang)(liang)組(zu)(zu)，高(gao)鹽(yan)水量(liang)(liang)組(zu)(zu)以及河砂(sha)量(liang)(liang)組(zu)(zu)。通過改變單一材料(liao)的(de)摻入量(liang)(liang)，來探(tan)究各材料(liao)對(dui)固(gu)化(hua)(hua)體(ti)抗壓(ya)強(qiang)度(du)的(de)影響，各組(zu)(zu)固(gu)化(hua)(hua)體(ti)配合(he)比見(jian)表1。
固化體(ti)養護至7d，14d，28d齡期后，對其進行(xing)抗(kang)壓強度檢(jian)測，3個平(ping)行(xing)樣品(pin)作(zuo)為一組，選擇每組檢(jian)測的平(ping)均值作(zuo)為該齡期下固化體(ti)抗(kang)壓強度值。
（1）水泥(ni)量對固化體(ti)抗壓強度(du)的影響
圖2為水泥配(pei)比在0.92，1.00，1.08以及(ji)1.17時，四組固化體在不同齡期的抗壓強度變化趨勢圖。
由圖2可以看(kan)出，7d和(he)28d的(de)固(gu)化體(ti)抗壓(ya)(ya)強(qiang)度(du)(du)值隨水(shui)泥量增(zeng)加(jia)呈現(xian)先增(zeng)大(da)后減小的(de)趨勢(shi)，且都(dou)在配比為(wei)1.08時達到最大(da)值，但7d抗壓(ya)(ya)強(qiang)度(du)(du)總(zong)體(ti)變化幅(fu)度(du)(du)小，28d抗壓(ya)(ya)強(qiang)度(du)(du)變化幅(fu)度(du)(du)大(da)；14d固(gu)化體(ti)抗壓(ya)(ya)強(qiang)度(du)(du)一直隨水(shui)泥量增(zeng)大(da)而(er)增(zeng)大(da)，但上升趨勢(shi)越來越小，這說(shuo)明水(shui)泥量的(de)增(zeng)加(jia)對(dui)固(gu)化體(ti)前期(qi)(qi)抗壓(ya)(ya)強(qiang)度(du)(du)影響小，對(dui)后期(qi)(qi)抗壓(ya)(ya)強(qiang)度(du)(du)影響大(da)。
結合總(zong)體(ti)趨勢，水(shui)(shui)(shui)泥(ni)配比低時(shi)固化體(ti)在(zai)3個齡期的(de)抗壓(ya)強(qiang)(qiang)度(du)都很小(xiao)，而配比過(guo)高(gao)會影響(xiang)抗壓(ya)強(qiang)(qiang)度(du)，這是由于(yu)在(zai)高(gao)鹽(yan)水(shui)(shui)(shui)量(liang)一定的(de)條件下(xia)，水(shui)(shui)(shui)泥(ni)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)意味著水(shui)(shui)(shui)灰(hui)比的(de)下(xia)降，在(zai)高(gao)鹽(yan)水(shui)(shui)(shui)量(liang)能滿足水(shui)(shui)(shui)化要(yao)求時(shi)，增(zeng)加(jia)的(de)水(shui)(shui)(shui)泥(ni)能充分水(shui)(shui)(shui)化，水(shui)(shui)(shui)泥(ni)漿(jiang)內水(shui)(shui)(shui)化產物(wu)增(zeng)多，漿(jiang)體(ti)內毛細孔(kong)隙少，膠(jiao)凝體(ti)積增(zeng)加(jia)，因而抗壓(ya)強(qiang)(qiang)度(du)高(gao)。隨著水(shui)(shui)(shui)泥(ni)量(liang)逐漸增(zeng)加(jia)，高(gao)鹽(yan)水(shui)(shui)(shui)量(liang)不足以提供水(shui)(shui)(shui)泥(ni)漿(jiang)充分水(shui)(shui)(shui)化所需水(shui)(shui)(shui)量(liang)時(shi)，多余的(de)水(shui)(shui)(shui)泥(ni)使得固化體(ti)內未(wei)結合的(de)顆粒增(zeng)多，漿(jiang)體(ti)內毛細孔(kong)隙增(zeng)加(jia)，抗壓(ya)強(qiang)(qiang)度(du)下(xia)降。當水(shui)(shui)(shui)泥(ni)配比為(wei)1.08時(shi)，固化體(ti)抗壓(ya)強(qiang)(qiang)度(du)性能最佳(jia)。
（2）粉煤灰量對固化體抗壓強度的影響
圖(tu)3為粉煤灰(hui)配比在0.15，0.20，0.25以及0.30時，四組固(gu)化體(ti)在不(bu)同(tong)齡期的抗壓(ya)強度變(bian)化趨(qu)勢圖(tu)。
由圖(tu)3可以看出，7d固(gu)化(hua)(hua)體(ti)(ti)(ti)抗(kang)(kang)(kang)壓(ya)(ya)強度隨(sui)粉煤灰量增(zeng)加先增(zeng)大后減小，說明粉煤灰量過(guo)高(gao)會(hui)影響固(gu)化(hua)(hua)體(ti)(ti)(ti)早(zao)期抗(kang)(kang)(kang)壓(ya)(ya)強度；14d和28d固(gu)化(hua)(hua)體(ti)(ti)(ti)抗(kang)(kang)(kang)壓(ya)(ya)強度僅在粉煤灰比例大于0.25后有明顯(xian)提升，配(pei)比低時抗(kang)(kang)(kang)壓(ya)(ya)強度變化(hua)(hua)小。
粉(fen)(fen)煤灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)摻量(liang)過(guo)高會削弱固化體(ti)(ti)前(qian)期(qi)抗壓(ya)強(qiang)度(du)，提(ti)升后期(qi)抗壓(ya)強(qiang)度(du)。這是由于(yu)摻入粉(fen)(fen)煤灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)的(de)(de)水(shui)泥拌水(shui)后，水(shui)泥在數量(liang)上和(he)(he)能量(liang)上占(zhan)優(you)勢，因(yin)而先發生水(shui)泥熟料的(de)(de)水(shui)化，釋(shi)放出Ca(OH)2等水(shui)化產物，與(yu)粉(fen)(fen)煤灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)中的(de)(de)活性(xing)成(cheng)(cheng)分SiO2和(he)(he)Al2O3反(fan)應(ying)。而粉(fen)(fen)煤灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)中玻璃體(ti)(ti)結構(gou)穩定，表面(mian)致密性(xing)較(jiao)強(qiang)，前(qian)期(qi)與(yu)Ca(OH)2的(de)(de)火山灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)反(fan)應(ying)緩慢，未(wei)反(fan)應(ying)的(de)(de)粉(fen)(fen)煤灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)使漿(jiang)體(ti)(ti)內孔隙增(zeng)多，固化體(ti)(ti)強(qiang)度(du)下降(jiang)；隨(sui)著養(yang)護齡期(qi)的(de)(de)增(zeng)加，粉(fen)(fen)煤灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)的(de)(de)水(shui)化逐漸占(zhan)主導作(zuo)用，粉(fen)(fen)煤灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)本身存在的(de)(de)形態(tai)效應(ying)，活性(xing)效應(ying)以及微集料效應(ying)相互影(ying)響，粉(fen)(fen)煤灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)表面(mian)會生成(cheng)(cheng)大量(liang)的(de)(de)水(shui)化硅酸(suan)鈣凝(ning)膠(jiao)體(ti)(ti)，可以作(zuo)為膠(jiao)凝(ning)材料的(de)(de)一部分起到提(ti)高抗壓(ya)強(qiang)度(du)的(de)(de)作(zuo)用。
（3）高鹽水量對固化體抗壓強度的影響
圖4為高鹽水量配比(bi)在(zai)0.62，0.67，0.72以及0.77時，四組固化體在(zai)不(bu)同齡期(qi)的抗壓強(qiang)度變化趨勢圖。
由圖4可以(yi)(yi)看出，在(zai)7d、14d以(yi)(yi)及28d三(san)個齡期，固(gu)化(hua)體(ti)抗(kang)(kang)壓強(qiang)度(du)都隨(sui)著(zhu)高鹽水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量的(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)而減(jian)小，且(qie)在(zai)14d以(yi)(yi)及28d齡期時抗(kang)(kang)壓強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)減(jian)小趨勢越來越明(ming)顯。在(zai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)泥量一定的(de)(de)(de)(de)條件下，高鹽水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量增加(jia)(jia)會(hui)(hui)導致(zhi)漿體(ti)內(nei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量過大，超(chao)過水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)泥充分水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)化(hua)所需的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量，多(duo)余(yu)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)分會(hui)(hui)在(zai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)泥凝結硬化(hua)過程中蒸發，在(zai)漿體(ti)內(nei)部留下氣(qi)孔(kong)，影響(xiang)固(gu)化(hua)體(ti)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)壓強(qiang)度(du)，且(qie)提供的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量越大，可蒸發的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量越大，固(gu)化(hua)體(ti)抗(kang)(kang)壓強(qiang)度(du)減(jian)少的(de)(de)(de)(de)越明(ming)顯。
（4）河砂量對固化體抗壓強度的影響
圖(tu)5為河砂量配比在(zai)0.62，0.67，0.72以(yi)及0.77時，四組固化(hua)體在(zai)不同齡(ling)期(qi)的抗壓強度變化(hua)趨勢圖(tu)。
由圖5可以看出(chu)，在7d、14d和(he)28d三(san)個齡期固化(hua)體(ti)抗(kang)壓強度(du)隨河(he)砂量(liang)的(de)增(zeng)(zeng)大總(zong)體(ti)變化(hua)不(bu)大，分(fen)別在21MPa、30MPa和(he)36MPa左右波動。因此，河(he)砂量(liang)的(de)增(zeng)(zeng)加對固化(hua)體(ti)抗(kang)壓強度(du)影響較小，這是由于河(he)砂在漿體(ti)內中主要起骨架或填充作用，不(bu)發生明顯的(de)化(hua)學反(fan)應。
由圖2-圖5中各組固(gu)(gu)化體(ti)抗壓強(qiang)度(du)數據可(ke)知(zhi)，固(gu)(gu)化體(ti)28d齡期抗壓強(qiang)度(du)絕(jue)大部分在30MPa以上(shang)，而這符(fu)合《混凝土路(lu)緣石(shi)》（JC/T899-2016）標(biao)準中路(lu)緣石(shi)最低抗壓強(qiang)度(du)要求。因此，水泥固(gu)(gu)化工藝制得的固(gu)(gu)化體(ti)能滿足(zu)標(biao)準中抗壓強(qiang)度(du)要求。
2.2 組分材料對固化體結合氯離子能力的影響
結(jie)合氯(lv)離子(zi)能(neng)力能(neng)直觀反(fan)映(ying)固化體(ti)中化學反(fan)應和物(wu)理吸附的氯(lv)離子(zi)能(neng)力，是評價鋼筋混(hun)凝(ning)土(tu)鋼筋銹蝕(shi)的重要指標。為(wei)了研(yan)究組分材料(liao)對固化體(ti)結(jie)合氯(lv)離子(zi)能(neng)力的影響，在實驗3.1中選擇(ze)水(shui)泥量組以及粉煤灰量組固化體(ti)，測定(ding)其28d齡(ling)期下(xia)的結(jie)合氯(lv)離子(zi)能(neng)力。
（1）水泥量對固化體結合氯離子能力的影響
圖6為水泥配比在(zai)0.92，1.00，1.08以及1.17時，四組固化體在(zai)28d齡期時結合(he)氯離子能力(li)的變化趨(qu)勢圖。
由(you)圖6可知，28d齡(ling)期時固化(hua)體結(jie)(jie)合氯(lv)離(li)(li)(li)子(zi)能(neng)(neng)力隨水(shui)泥配(pei)比的增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)而增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)強，但增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)強幅度越(yue)來越(yue)小，說明水(shui)泥量(liang)(liang)對(dui)固化(hua)體結(jie)(jie)合氯(lv)離(li)(li)(li)子(zi)能(neng)(neng)力的提升效果是有(you)限(xian)的。水(shui)泥配(pei)比從0.92增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)至1.08，結(jie)(jie)合氯(lv)離(li)(li)(li)子(zi)能(neng)(neng)力由(you)0.668增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)為0.813，增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)了21.7%。這與固化(hua)體水(shui)化(hua)過程(cheng)有(you)關，水(shui)泥用量(liang)(liang)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)，水(shui)化(hua)產物(wu)隨之增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)多，對(dui)氯(lv)離(li)(li)(li)子(zi)的化(hua)學結(jie)(jie)合和物(wu)理吸附能(neng)(neng)力增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)強，因此結(jie)(jie)合氯(lv)離(li)(li)(li)子(zi)能(neng)(neng)力增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)強，但受水(shui)化(hua)水(shui)量(liang)(liang)限(xian)制(zhi)，水(shui)泥量(liang)(liang)過高時提升效果有(you)限(xian)。
（2）粉煤灰量對固化體結合氯離子能力的影響
圖7為粉煤灰配(pei)比在(zai)0.15，0.20，0.25以及0.30時，四組固化體在(zai)28d齡期時結(jie)合氯離(li)子(zi)能力的變化趨勢圖。
從圖7的總體趨勢可以看出，28d齡期時(shi)固化(hua)體結合氯(lv)離子(zi)能(neng)(neng)力隨粉(fen)煤灰配(pei)比的增(zeng)大而增(zeng)強(qiang)，但增(zeng)強(qiang)幅度(du)小，粉(fen)煤灰配(pei)比從0.15提(ti)高至0.30時(shi)，結合氯(lv)離子(zi)能(neng)(neng)力從0.733增(zeng)大至0.769，僅增(zeng)大了(le)4.9%。這是(shi)因為粉(fen)煤灰在(zai)水泥水化(hua)過(guo)程(cheng)形成(cheng)(cheng)的堿性(xing)環境中會生成(cheng)(cheng)少量(liang)水化(hua)鋁(lv)酸鈣(gai)，可以與氯(lv)離子(zi)反應(ying)生成(cheng)(cheng)Fredel’s鹽，但生成(cheng)(cheng)量(liang)較少。
2.3 不同水樣制得的固化體XRD分析
利用模擬高鹽水(shui)與濃縮脫硫(liu)廢水(shui)分別制(zhi)得固化體，養護至(zhi)28d后對其(qi)粉末進行XRD衍射(she)分析(xi)，結果(guo)如圖8所示(shi)。
由XRD衍射(she)圖(tu)可知，除了(le)常見的(de)水(shui)(shui)泥水(shui)(shui)化產(chan)物SiO2和(he)Ca(OH)2，兩種水(shui)(shui)樣制得(de)的(de)固化體中還存在Friedel’s鹽，這證明(ming)(ming)模擬(ni)高(gao)鹽水(shui)(shui)以(yi)及濃縮脫(tuo)硫(liu)廢水(shui)(shui)中的(de)氯離(li)子與水(shui)(shui)泥中的(de)C3A相確實發生(sheng)反(fan)應(ying)生(sheng)成了(le)Friedel’s鹽，說明(ming)(ming)水(shui)(shui)泥固化過程中生(sheng)成的(de)Friedel’s鹽起到了(le)重要作(zuo)用。
3 結論
（1）本(ben)文提出了(le)一種脫(tuo)硫(liu)廢(fei)水(shui)(shui)煙氣濃縮(suo)減(jian)量(liang)及水(shui)(shui)泥化(hua)固定工藝，將煙氣濃縮(suo)后的(de)脫(tuo)硫(liu)廢(fei)水(shui)(shui)與水(shui)(shui)泥、粉煤灰等材料拌合后制(zhi)得固化(hua)體，從(cong)而(er)實(shi)現污染(ran)物的(de)水(shui)(shui)泥化(hua)固定；
（2）固(gu)化(hua)體抗(kang)壓強(qiang)(qiang)度(du)(du)隨(sui)養護(hu)齡期(qi)增(zeng)加而提高(gao)，水(shui)泥配比為1.08時(shi)抗(kang)壓強(qiang)(qiang)度(du)(du)達到最(zui)高(gao)值，粉煤(mei)灰配比大(da)于(yu)0.25后(hou)對抗(kang)壓強(qiang)(qiang)度(du)(du)提升明顯，高(gao)鹽(yan)水(shui)配比越(yue)大(da)，抗(kang)壓強(qiang)(qiang)度(du)(du)越(yue)低(di)，河砂量對固(gu)化(hua)體抗(kang)壓強(qiang)(qiang)度(du)(du)影(ying)響(xiang)小；
（3）水泥配(pei)比(bi)從(cong)0.92增(zeng)大至1.08，結(jie)合氯離(li)子(zi)能(neng)力增(zeng)大21.7%，粉煤灰(hui)配(pei)比(bi)從(cong)0.15提高至0.30時(shi)，結(jie)合氯離(li)子(zi)能(neng)力僅增(zeng)大了(le)4.9%；
（4）XRD的結果(guo)驗證了(le)水(shui)泥固(gu)化過程中(zhong)Friedel’s鹽(yan)的存在。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
