微生物胶凝材料固结垃圾焚烧飞灰效果及机制

荣辉^1,2，魏冠奇¹，张磊^1,3，张颖^1,4，徐蕊¹，宁彩珍¹，王雪平¹

1. 天津城建大学材料科学与工程学院2. 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室3. 天津市建筑垃圾与燃煤废弃物利用技术工程中心4. 天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室

摘 要：针对当前利用普通硅酸盐水泥固结垃圾焚烧飞灰存在能耗大、环境污染严重等问题,采用微生物胶凝材料固结飞灰,研究其对飞灰的固结效果,并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、红外光谱和原子吸收光谱等测试技术分析其固结飞灰的机制。研究结果表明,不同的拌合介质（水、上清液、微生物溶液、化学碳酸钙、微生物胶凝材料、微生物胶凝材料和上清液、微生物胶凝材料和微生物溶液）均能将松散的飞灰颗粒固结为一个整体,但其中以微生物胶凝材料和上清液为介质拌制的飞灰固结体强度和重金属离子固化效果最优（Pb离子和Cd离子的固结率分别为33%和32%）。微生物胶凝材料具有双重固结飞灰的作用,一方面它与其他介质固结飞灰相同,均是在固结体内部形成了水化产物Ca₂SiO₄·0. 30H₂O;另一方面,微生物胶凝材料中的有机基质能分别与飞灰和方解石中Si-O键、C-O键的O原子作用形成大量的分子间氢键。

关键词：垃圾焚烧飞灰;微生物胶凝材料;氢键;固结;