【正文】 害化的目的。通過摻入固化/穩(wěn)定化材料能夠改變污泥的化學(xué)條件，最重要的表現(xiàn)是水化產(chǎn)物的產(chǎn)生提高了污泥的pH值。Stegemann給出了不同水化產(chǎn)物的pH值。通過固化/穩(wěn)定化處理后污泥的pH值得到了一定的提高，則重金屬可能同OH或硅酸鹽結(jié)合成含鈣的鹽類，污泥中原有的重金屬能夠以穩(wěn)定的不溶態(tài)或絡(luò)合態(tài)存在，減少了對環(huán)境的污染。李磊較為深入的研究了硫桿菌活動(dòng)對固化/穩(wěn)定化污泥中重金屬浸出的影響，指出污泥經(jīng)過固化/穩(wěn)定化處理后其中的硫桿菌仍然具有活性，但是通過調(diào)整合適的固化/穩(wěn)定化水平能夠降低重金屬的浸出風(fēng)險(xiǎn)。有機(jī)污染物對水泥水化的影響機(jī)理目前還不清楚。Eaton, Walsh et al. 采用Ethylene glycol（乙二醇乙烯）與Brominated phenol（溴苯酚）兩種有機(jī)污染物為對象通過XRD及SEM試驗(yàn)，研究對水泥水化反應(yīng)的影響。結(jié)果表明：有機(jī)物的滯后作用被認(rèn)為是通過氫鍵（通常需要有機(jī)污染物要可溶，且含有氫鍵）的作用將有機(jī)物附著到水泥顆粒表面，進(jìn)而影響水泥與水接觸發(fā)生水化反應(yīng)；苯酚在強(qiáng)堿條件下能轉(zhuǎn)化為苯氧化物陰離子，在水泥水化反應(yīng)過程中，這些陰離子能取代水分同水泥結(jié)合，從而進(jìn)入水泥晶格（鈣礬石晶體、氫氧化鈣晶體）里。固化/穩(wěn)定化處理主要通過改變環(huán)境的pH值，并在水化反應(yīng)過程中釋放出大量的水化熱對污泥中的病原菌具有抑制和殺滅作用。另外添加堿性物料可以顯著提高污泥pH值，有效抑制污泥中病原物活性。Gantzer等認(rèn)為，當(dāng) pH ＞ 持續(xù) 6 個(gè)月時(shí)，能夠有效殺死病原微生物。(6) 固化/穩(wěn)定化污泥的長期穩(wěn)定性以及產(chǎn)液、產(chǎn)氣等問題的研究尚處于起步階段固化/穩(wěn)定化污泥是一種以呈堿性水化產(chǎn)物的膠結(jié)作用來維持其性質(zhì)的改性土，目前酸雨危害已經(jīng)成為普遍存在的問題，固化/穩(wěn)定化污泥作為土材料使用過程中如果受到酸雨的作用，其中的水化產(chǎn)物具有發(fā)生分解的可能，從而固化/穩(wěn)定化污泥的材料穩(wěn)定性將會受到影響。另外如果將污泥固化/穩(wěn)定化處理后進(jìn)行填埋，填埋場的生物化學(xué)環(huán)境是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化過程，存在一個(gè)產(chǎn)酸階段，這也將影響固化污泥的長期穩(wěn)定性。如果固化/穩(wěn)定化污泥的長期力學(xué)性質(zhì)由于酸雨等外界化學(xué)條件的改變而發(fā)生變化，勢必影響到其材料穩(wěn)定性以及填埋場的安全。目前國內(nèi)外關(guān)于酸雨條件下固化/穩(wěn)定化污泥力學(xué)性質(zhì)的變化研究尚不多見，朱偉、李磊等在室內(nèi)試驗(yàn)中，通過化學(xué)動(dòng)力學(xué)方法預(yù)測了酸雨作用下固化/穩(wěn)定化污泥的長期強(qiáng)度；采用柔性壁滲透儀研究了酸雨作用下的固化/穩(wěn)定化污泥滲透性的變化。但是這些研究強(qiáng)化了其試驗(yàn)條件，而且具有明顯的尺寸效應(yīng)，尚不能完全揭示酸雨條件下固化/穩(wěn)定化污泥的長期穩(wěn)定性問題，難以為實(shí)際工程設(shè)計(jì)、施工提供關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)。固化/穩(wěn)定化污泥的產(chǎn)液、產(chǎn)氣問題更是關(guān)系到填埋場的設(shè)計(jì)與后期安全運(yùn)營的問題。目前關(guān)于垃圾填埋中無論是產(chǎn)液、產(chǎn)氣的數(shù)量以及成分已經(jīng)有了較為深入的理論研究基礎(chǔ)，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)、施工中也已經(jīng)得到了充分驗(yàn)證。但是固化/穩(wěn)定化污泥填埋中的產(chǎn)液、產(chǎn)氣問題的研究一直是空白，目前在實(shí)際工程當(dāng)中采用垃圾填埋的計(jì)算和設(shè)計(jì)方法作為經(jīng)驗(yàn)公式。由于固化/穩(wěn)定化污泥從物理力學(xué)性質(zhì)到生化性質(zhì)，與垃圾有著本質(zhì)的區(qū)別，采用垃圾的相關(guān)理論和設(shè)計(jì)方法來進(jìn)行固化/穩(wěn)定化污泥的填埋設(shè)計(jì)顯然存在一定的工程安全隱患以及經(jīng)濟(jì)可行性等問題，這將成為污泥固化/穩(wěn)定化處理技術(shù)推廣的瓶頸問題。從上述的研究現(xiàn)狀可以看出：目前關(guān)于污泥固化/穩(wěn)定化的研究成果已經(jīng)較好的解決了設(shè)備、材料、力學(xué)性質(zhì)以及污染控制等方面的問題，但是固化/穩(wěn)定化污泥的長期材料穩(wěn)定性、填埋中的產(chǎn)液、產(chǎn)氣問題沒有相關(guān)的研究成果作為技術(shù)支撐，制約了該項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化推廣。申請人擬通過進(jìn)一步的示范研究，提出系統(tǒng)客觀的固化/穩(wěn)定化污泥長期材料穩(wěn)定性以及產(chǎn)液、產(chǎn)氣問題的評價(jià)方法和設(shè)計(jì)方案，為產(chǎn)業(yè)化的推廣提供良好的技術(shù)平臺。本項(xiàng)目研究的目的、意義(1) 大量產(chǎn)生的污泥處置沒有形成適合我國國情的技術(shù)體系，已引發(fā)了嚴(yán)重的社會問題和環(huán)境問題目前對污泥處理、處置的常用方法為轉(zhuǎn)為農(nóng)用、焚燒、填埋。污泥的農(nóng)用的主要限制性因素之一就是污水處理過程中濃縮于污泥中的重金屬問題。污泥焚燒處理的關(guān)鍵問題是設(shè)備投資運(yùn)行成本高。污泥填埋處置往往會引起滑坡等填埋場的工程災(zāi)害。因此尋求適合我國國情的污泥處理、處置方法已成為我國城市環(huán)境問題的迫切需要。(2) 污泥固化/穩(wěn)定化處理技術(shù)是一種適合我國國情，具有經(jīng)濟(jì)和環(huán)境雙重效益針對我國污泥的現(xiàn)狀，在短期內(nèi)對量多面廣的污泥進(jìn)行安全處置，長期上尋求多途徑、因地制宜的資源化利用的思路，是解決我國污泥處理處置問題的出路所在。從經(jīng)濟(jì)可行的角度出發(fā)，通過固化/穩(wěn)定化技術(shù)將污泥進(jìn)行不同程度的處理，使之能夠進(jìn)入衛(wèi)生填埋場填埋或直接堆放處置以及進(jìn)行不同形式的再生資源利用，是符合我國國情的污泥處理及資源化途徑之一。固化/穩(wěn)定化后的產(chǎn)物具有較高的強(qiáng)度以及較低的透水性，能夠滿足衛(wèi)生填埋的要求，也可以直接安全填埋在低洼地方，同時(shí)也可以作為不同資源化利用的預(yù)處理手段。而且固化/穩(wěn)定化后能夠?qū)χT如重金屬類、有機(jī)污染物以及病原菌形成封閉效應(yīng)并對生物化學(xué)條件進(jìn)行控制。而且較諸如焚燒、堆肥等處理手段具有顯著的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，與我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相適應(yīng)。因此這一技術(shù)不但解決了污泥堆放、拋填占用土地和引發(fā)填埋場工程事故的問題，而且可以達(dá)到污泥處置和資源化利用的目的，從技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)方面都是非常適合我國國情的新型技術(shù)。(3) 解決固化/穩(wěn)定化污泥的長期穩(wěn)定性以及產(chǎn)液、產(chǎn)氣等問題既是污泥處理領(lǐng)域基礎(chǔ)理論研究的需要，也是污泥固化/穩(wěn)定化技術(shù)產(chǎn)業(yè)化推廣的必要條件污泥固化/穩(wěn)定化技術(shù)在實(shí)際工程設(shè)計(jì)及應(yīng)用方面目前國內(nèi)都處于探索階段，對于其產(chǎn)業(yè)化中所產(chǎn)生的問題及解決方案目前也缺少相關(guān)的成果。申請人在前期的工程中已發(fā)現(xiàn)了固化/穩(wěn)定化污泥在酸雨等條件下其力學(xué)性質(zhì)會發(fā)生變化，采用常規(guī)垃圾填埋場關(guān)于產(chǎn)液、產(chǎn)氣的設(shè)計(jì)方法所獲得的結(jié)果與實(shí)際工程存在較大的差異，這些問題都影響到后續(xù)該技術(shù)大規(guī)模推廣，已經(jīng)成為該項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中遭遇的瓶頸問題。(4) 通過理論研究和現(xiàn)場工程解決污泥固化/穩(wěn)定化技術(shù)中的長期穩(wěn)定性、產(chǎn)液產(chǎn)氣等關(guān)鍵問題，為該項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化推廣提供技術(shù)儲備和支撐污泥固化/穩(wěn)定化技術(shù)是一項(xiàng)新的污泥處理處置技術(shù)，經(jīng)過幾年的研究，已經(jīng)在設(shè)備制造、工藝設(shè)計(jì)、固化/穩(wěn)定化材料、力學(xué)性質(zhì)、污染控制等方面取得了長足進(jìn)展，已經(jīng)初具大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化前景。對于實(shí)際工程中存在的長期穩(wěn)定性、產(chǎn)液、產(chǎn)氣等關(guān)鍵問題，需要通過理論研究建立相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法、提供施工參數(shù)，并且借助于實(shí)際工程檢驗(yàn)、修正其理論的正確性，最終形成解決這些問題的核心技術(shù)。(5) 解決污泥固化/穩(wěn)定化處理技術(shù)中的關(guān)鍵問題，有助于提高我國在污泥處理處置領(lǐng)域的水平，實(shí)現(xiàn)污泥處理處置的產(chǎn)業(yè)化，并實(shí)現(xiàn)社會