【正文】 計。污泥經(jīng)過固化/穩(wěn)定化處理后雖然滲透性較低，但是在降雨條件下仍然會有一定的雨水滲入其中，目前關(guān)于這部分的研究僅有垃圾填埋過程中的滲濾液產(chǎn)量計算方法作為參考。因此可以考慮通過研究水化產(chǎn)物中關(guān)鍵元素的損失量來表征酸雨對固化/穩(wěn)定化污泥溶蝕，同時建立水化產(chǎn)物溶解量和強度以及透水性的關(guān)系，進而對固化/穩(wěn)定化污泥在酸雨的長期作用下長期穩(wěn)定性進行評價。但是酸雨的作用是一個長期而且緩慢的過程，常規(guī)的室內(nèi)試驗和現(xiàn)場監(jiān)測是難以對這種長期行為給出準(zhǔn)確的預(yù)測。由于固化/穩(wěn)定化處理后所形成的礦物成分大多以堿性礦物為主，這些堿性礦物在酸性溶液的長期侵蝕下會發(fā)生溶解造成固化體中出現(xiàn)空洞，引起材料性質(zhì)的惡化。其內(nèi)容包括產(chǎn)業(yè)化過程中遇到的固化/穩(wěn)定化污泥材料性質(zhì)的長期穩(wěn)定性問題、對環(huán)境的影響問題、關(guān)鍵設(shè)備和工藝的設(shè)計問題。通過本項目能夠進一步解決技術(shù)推廣中所遇到的長期穩(wěn)定性、產(chǎn)液、產(chǎn)氣等問題，一方面為該技術(shù)的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化推廣提供有力的技術(shù)支撐，另一方面也能夠提升企業(yè)的技術(shù)水平，進一步增強市場競爭能力，最終培育形成我國在污泥處理領(lǐng)域具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心競爭力。另外，本項目所需要的污泥固化/穩(wěn)定化處理設(shè)備投資較小，一般的污水廠都是能夠接受的，設(shè)備的設(shè)計工藝簡單、操作便利，一般的加工企業(yè)即可生產(chǎn)。例如以一個中型污水廠為例，本項目的設(shè)備投入在150~200萬元，根據(jù)污泥的性質(zhì)每噸污泥處理成本約為90~150元，處理成本小于堆肥、焚燒以及干化的投入及運行成本。目前項目申請單位與高?？蒲袡C構(gòu)開展合作，已經(jīng)較好的解決了固化/穩(wěn)定化污泥的物理力學(xué)性質(zhì)、污染控制、施工工藝等關(guān)鍵技術(shù)難題，在技術(shù)上一直處于業(yè)界領(lǐng)先水平。隨著我國環(huán)保政策與法規(guī)的逐漸健全，污泥的安全處理處置必將提上日程。據(jù)統(tǒng)計，2004年我國的污泥產(chǎn)量達(dá)到1220萬噸，到2015年將達(dá)到3560萬噸。國外目前根據(jù)本國實際情況和經(jīng)濟發(fā)展水平不同采用的方式也不盡相同，現(xiàn)階段該項技術(shù)主要是立足國內(nèi)，開發(fā)在我國能夠推廣應(yīng)用的新技術(shù)。但是關(guān)于固化/穩(wěn)定化污泥填埋中的產(chǎn)液、產(chǎn)氣問題目前尚未見公開報道的研究成果，在實際工程中仍然沿用垃圾填埋場的設(shè)計和計算方法。(3) 固化/穩(wěn)定化處理污泥的材料長期穩(wěn)定性問題研究成果較少，項目申請者在實驗室初步開展了酸雨對固化/穩(wěn)定化污泥長期強度的影響研究，關(guān)于該方面的理論研究成果國內(nèi)外尚未見報道。本項目研究現(xiàn)有起點科技水平及已存在的知識產(chǎn)權(quán)情況(1) 項目申請者已經(jīng)就降低污泥的固化/穩(wěn)定化處理成本提出了固化/穩(wěn)定化材料方面的專利申請，目前正在進行污泥固化/穩(wěn)定化材料的產(chǎn)業(yè)化工作。對于實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)計方法、提供施工參數(shù)，并且借助于實際工程檢驗、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)。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)計方法所獲得的結(jié)果與實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)成為該項技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進程中遭遇的瓶頸問題。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)濟性兩個方面都是非常適合我國國情的新型技術(shù)。而且固化/穩(wěn)定化后能夠?qū)χT如重金屬類、有機污染物以及病原菌形成封閉效應(yīng)并對生物化學(xué)條件進行控制。從經(jīng)濟可行的角度出發(fā)，通過固化/穩(wěn)定化技術(shù)將污泥進行不同程度的處理，使之能夠進入衛(wèi)生填埋場填埋或直接堆放處置以及進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。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。污泥焚燒處理的關(guān)鍵問題是設(shè)備投資運行成本高。本項目研究的目的、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。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，制約了該項技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化推廣。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，目前在實際工程當(dāng)中采用垃圾填埋的計算和設(shè)計方法作為經(jīng)驗公式。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)計與后期安全運營的問題。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)試驗中，通過化學(xué)動力學(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。另外如果將污泥固化/穩(wěn)定化處理后進行填埋，填埋場的生物化學(xué)環(huán)境是一個動態(tài)變化過程，存在一個產(chǎn)酸階段，這也將影響固化污泥的長期穩(wěn)定性。Gantzer等認(rèn)為，當(dāng) pH ＞ 持續(xù) 6 個月時，能夠有效殺死病原微生物。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。Eaton, Walsh et al. 采用Ethylene glycol（乙二醇乙烯）與Brominated phenol（溴苯酚）兩種有機污染物為對象通過XRD及SEM試驗，研究對水泥水化反應(yīng)的影響。李磊較為深入的研究了硫桿菌活動對固化/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。Stegemann給出了不同水化產(chǎn)物的pH值。通過固化/穩(wěn)定化處理一方面改變污泥原來的化學(xué)條件，將污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定態(tài)，減少其毒性以及進入環(huán)境的速率；另一方面通過固化/穩(wěn)定化形成的封閉結(jié)構(gòu)將污染物封閉在固化/穩(wěn)定化體內(nèi)，減少對環(huán)境的污染，達(dá)到無害化的目的。朱偉根據(jù)對固化/穩(wěn)定化污泥的滲透性進行了研究，表明污泥固化/穩(wěn)定化處理后透水性在107~106cm/s，具有良好的內(nèi)封閉性，能夠避免二次污染。J. Chu研究了污泥水泥銅渣混合物的壓縮特性，結(jié)果表明混合銅渣等在80KPa垂向壓力作用下進行固結(jié)能夠顯著提高污泥的污泥力學(xué)性質(zhì)，含水率從500%減少到60%~100%，無側(cè)限抗壓強度達(dá)到55160KPa。馬建立等根據(jù)上海城市污水處理廠處理工藝和污泥的物理化學(xué)特性，提出了化學(xué)污泥固化填埋工藝。污泥固化/穩(wěn)定化設(shè)備的核心技術(shù)部分：混合攪拌系統(tǒng)和材料精確輸送系