电镀污泥是我国主要的危险固体废弃物之一,其含有较多的Cr、Cu、Ni、Pb、Zn等重金属,若随意堆放,会对周围土壤、水源带来严重危害。电镀污泥中的Cr(VⅥ),溶解度高、生物毒性大,是处置的关键与难点。对含铬电镀污泥的安全处置和资源化利用,是我国亟需解决的一项重大课题,对保护环境和节约资源具有重要意义。本文以碱激发胶凝材料——碱矿渣水泥和粉煤灰地质聚合水泥对含铬电镀污泥进行固化/稳定化。通过对固化体的抗压强度、干缩率、Cr(VⅥ)和总铬浸出浓度的测定,并结合XRD、FTIR、SEM和EDS等微观分析,研究了固化/稳定化电镀污泥的效果及影响因素,探讨了相关的机理。主要研究结果如下:1.固化体的强度和干缩(1)碱矿渣水泥固化电镀污泥,固化体的抗压强度随液固比、水玻璃模数及用量的增加,先升高后下降,随电镀污泥掺量增加而下降,随养护时间的延长而升高。液固比0.35,水玻璃用量10%,模数1.3,污泥掺量高达18%,固化体3d、28d 和 90d 抗压强度分别达到 33.9MPa、79.1MPa 和 82.4MPa。(2)粉煤灰地质聚合水泥固化电镀污泥,固化体的抗压强度随液固比、水玻璃模数、电镀污泥掺量的升高而下降,随水玻璃用量的增加而提高,随养护时间延长逐渐提高,90d时趋于稳定。在液固比0.30,水玻璃用量10%,模数1.5,电镀污泥掺量18%时,固化体3d、28d和90d抗压强度分别为6.9MPa、11.4MPa和 12.8MPa。(3)固化电镀污泥时,碱矿渣水泥固化体的强度高于粉煤灰地质聚合水泥。在粉煤灰地质聚合水泥中,以矿渣部分取代粉煤灰,对固化体的强度有促进作用。矿渣取代25%粉煤灰,其3d强度约提高20%。(4)以碱矿渣水泥或粉煤灰地质聚合水泥固化电镀污泥,固化体的干缩较为显著,而且前者干缩率更高。随湿养护时间增加,干缩率均明显降低。2.固化体的铬离子浸出浓度(1)碱矿渣水泥固化电镀污泥,固化体铬离子浸出浓度随液固比、水玻璃用量、水玻璃模数和养护时间的增加而稍有下降,随污泥掺量增加,略有升高。总体上看,固化体的铬浸出浓度均较低,电镀污泥掺量在18%以下时,固化体3d、28d和90d的Cr(Ⅵ)浸出浓度均在0.10mg/L以下。(2)粉煤灰地质聚合水泥固化电镀污泥,固化体的Cr(Ⅵ)和总铬的浸出浓度随液固比、污泥掺量的增加而升高;水玻璃模数对铬浸出浓度影响不明显;水玻璃用量增加及养护时间延长,Cr(Ⅵ)和总铬的浸出浓度降低。污泥掺量18%时,固化体 3d、28d和 90d 的 Cr(Ⅵ)浸出浓度分别为 0.90mg/L、0.67mg/L 和 0.10mg/L。粉煤灰地质聚合水泥固化体的Cr(Ⅵ)浸出浓度明显高于碱矿渣水泥。3.铬离子固化/稳定化机理固化/稳定化机理可归因于以下三种方式:a.水化产物对Cr(Ⅵ)的包裹、吸附和对渗透通道封堵;b.Cr(Ⅵ)在水化产物中的固溶;c.还原性成分将Cr(VⅥ)还原为Cr(Ⅲ),碱性环境中降低其迁移性。对于粉煤灰地质聚合水泥,主要是前两种方式;对于碱矿渣水泥,是三种方式的综合作用。综上所述,利用碱激发胶凝材料,尤其是碱矿渣水泥,可对含铬电镀污泥进行良好的固化/稳定化,固化体强度较高,铬浸出浓度满足《地表水环境质量标准》中Ⅴ类水的要求,有望在建筑材料方面得到资源化利用,值得深入研究。