本书系统阐述市政污泥焚烧灰(ISSA)的资源化利用技术,旨在解决其传统填埋处置导致的资源浪费与潜在环境风险。全书首先剖析ISSA 的理化特性、环境行为与火山灰活性等基础性质;进而重点介绍从中回收磷元素并制备磷肥的先进技术,及其作为环境修复材料在吸附重金属、稳定污染土壤和固化河湖底泥中的应用;最后深入探讨ISSA基胶凝材料的制备、活性激发及其在海水环境中的长效性能。本书融合作者团队科研实践成果,内容系统全面,兼具理论深度与工程实用性。
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2005.09-2009.07:辽宁工程技术大学 土木与交通学院 灾害防治工程 (学士)
2009.09-2012.07:武汉轻工大学 土木工程与建筑学院 岩土工程(硕士)
2012.09-2015.06:中国科学院大学 岩土工程(博士)2015.07-2015.12:中国科学院武汉岩土力学研究所,助理研究员
2015.12-2016.12:香港理工大学 土木与环境工程学系,研究助理
2016.12-2019.05:香港理工大学 土木与环境工程学系,博士后
2019.05-2019.12:中国科学院武汉岩土力学研究所,副研究员
2019.05-今:中国科学院武汉岩土力学研究所-香港理工大学固体废弃物科学联合实验室主任
2020.01-今:中国科学院武汉岩土力学研究所,研究员环境污染土修复作为通讯作者、第一作者发表论文100余篇,其中SCI检索90余篇、EI检索14篇。1.中国土工合成材料工程协会环境土工专业委员会,副主任委员
2.中国岩石力学与工程学会环境岩土工程分会,副理事长
3.国际土力学与岩土工程学会尾矿和矿渣技术委员会,委员
4.中国岩石力学与工程学会科普工作委员会,委员,2023.04-2027.04
5.中国岩石力学与工程学会环境岩土工程分会青年工作委员会,委员
6.中国土木工程学会土力学及岩土工程分会青年工作委员会,委员
7.中国硅酸盐学会固废与生态材料分会委员
8.中国混凝土与水泥制品协会岩土稳定与固化技术分会委员
9.SCI期刊《Environmental Geotechnics》编委
10.《Journal of Hazardous Materials》、《Journal of Cleaner Production》、《Waste Management》等期刊审稿人
11.《环境卫生工程》青年编委,2024.01-2028.12
目录
第1章 绪论 1
1.1 污泥焚烧灰的产生 1
1.2 市政污泥焚烧灰的资源化利用现状 3
1.2.1 市政污泥焚烧灰在土木工程中的应用 4
1.2.2 市政污泥焚烧灰应用于土壤的固化 7
1.2.3 市政污泥焚烧灰在环境修复中的应用 9
1.2.4 市政污泥焚烧灰在农业中的应用 10 参考文献 16
第2章 市政污泥焚烧灰特性 22
2.1 市政污泥焚烧灰理化特性 22
2.1.1 市政污泥焚烧灰的物理特性 22
2.1.2 市政污泥焚烧灰的化学特性 24
2.2 市政污泥焚烧灰环境特性 25
2.2.1 TCLP测试 26
2.2.2 SPLP测试 26
2.2.3 SBET浸出测试 27
2.2.4 顺序提取 27
2.3 市政污泥焚烧灰火山灰活性 28 参考文献 29
第3章 市政污泥焚烧灰提取磷与磷肥制备 30
3.1 市政污泥焚烧灰中的磷及其富集形态 30
3.1.1 污泥焚烧灰中磷的富集 30
3.1.2 湿法回收磷 33
3.1.3 热处理法回收磷 36
3.1.4 电透析法回收磷 37
3.2 市政污泥焚烧灰提取磷 37
3.2.1 磷在不同酸液中的浸出效果 38
3.2.2 污泥焚烧灰中重金属在不同酸液中的浸出效果 39
3.2.3 乙二胺四乙酸对磷和重金属的浸出 41
3.2.4 硫酸对磷和重金属的浸出 42
3.2.5 浸出后的市政污泥焚烧灰残余物的表征 44
3.3 磷肥制备技术 47
3.3.1 鸟粪石制备 47
3.3.2 生物炭磷肥制备 53
3.3.3 钙-磷肥制备 61
3.3.4 磷肥农业效应评价 71 参考文献 78
第4章 市政污泥焚烧灰制备环境修复材料 83
4.1 背景和可行性 83
4.2 市政污泥焚烧灰吸附水溶液重金属 84
4.2.1 市政污泥焚烧灰对Pb(II)的吸附 84
4.2.2 市政污泥焚烧灰对Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)的吸附 89
4.2.3 两步改性法制备市政污泥焚烧灰对As(V)的吸附 93
4.2.4 提磷市政污泥焚烧灰同木质素共热解制备Cr(VI)的吸附 99
4.3 市政污泥焚烧灰稳定化污染土壤 106
4.3.1 利用焚烧污水污泥灰固化/稳定化铅污染土壤 106
4.3.2 草酸活化污泥焚烧灰固化/稳定化高铅污染土壤 113
4.3.3 使用改性市政污泥焚烧灰稳定高浓度砷污染土壤 118
4.4 市政污泥焚烧灰固化稳定化污染河湖底泥 124
4.4.1 高掺量市政污泥焚烧灰代替水泥固化污染海洋沉积物 124
4.4.2 石灰激发市政污泥焚烧灰固化污染海洋沉积物 132
4.4.3 市政污泥焚烧灰生物炭水泥基材料固化污染海洋沉积物 138 参考文献 152
第5章 市政污泥焚烧灰制备建筑材料 159
5.1 市政污泥焚烧灰胶凝材料的设计与制备 159
5.1.1 污泥焚烧灰与粉煤灰对水泥水化及砂浆性能影响 159
5.1.2 用污泥焚烧灰和胶凝废物制备冷黏结轻骨料 169
5.1.3 污水污泥焚烧灰及水泥砂浆中阴极射线管漏斗玻璃的共同回收利用 178
5.2 市政污泥焚烧灰活性的激发 184
5.2.1 污泥焚烧灰与偏高岭土复合地质聚合物绿色产品的设计优化与表征 184
5.2.2 利用石灰活化法回收污水污泥焚烧灰作为新型胶凝材料 191
5.2.3 污水污泥灰与粉煤灰用作石灰-火山灰黏合剂的比较评价 198
5.2.4 高炉矿渣和污泥焚烧灰为原料合成干混地质聚合物膏体的抗压强度和微观结构性能 207
5.3 海水环境下市政污泥焚烧灰胶凝材料性能 216
5.3.1 NaCl和MgCl2对污泥灰回收石灰-火山灰混合物水化的影响 216
5.3.2 海水对石灰焚烧污水污泥灰分膏体力学和微观结构性能的影响 224
5.3.3 海洋环境下焚烧污泥灰-石灰-混合材料的水化特性、力学性能及微观结构 231
参考文献 238