粉煤灰（Coal Ash）和城市污泥（City Sewage Sludge）是严重影响环境的两种污染源,本着治理和利用结合的原则,在前人对粉煤灰和城市污泥的研究利用基础之上,深入研究二者复合用于土壤添加剂的条件及其机理具有重要意义。从成分上说,粉煤灰与粘土矿物具有相似性,但是二者相结构却截然不同:即粉煤灰以非晶质结构为主,而粘土矿物则以结晶质为主。按照结晶学理论,在一定条件下非晶质的粉煤灰可以向结晶质粘土矿物发生转化,其中水-生物化学条件下转化极具可能性。我们知道,城市污泥中含有大量的微生物,尽管污水的来源以及污水处理的方法不同,其微生物的种群有所差异,但是研究表明无论那种微生物都是可以改变水环境的pH值、氧化还原电位等一系列标志水环境的参数。鉴于此,探索利用污泥中微生物的活性作为水环境的条件源,促进粉煤灰相转化的研究具有实际意义。基于以上技术思路,作者设计了水-生物化学条件下粉煤灰相转化的振荡溶蚀实验,即将污泥在去离子水中浸泡一定时间后,取其上清液过滤后添加到经过研磨的粉煤灰中制成固-液混合体。配制好的固-液混合体被置于回旋振荡器上,间歇振荡。在实验过程中定期监测pH值并观察实验现象。实验进行半年后,取固-液混合体中的固体沉淀物,以烘干的固体沉淀物作为测试对象,对烘干样品进行扫描电镜和X-Ray粉晶衍射等测试分析。实验观察到的现象和测试结果表明:产酸的微生物可以引起水介质pH值的降低,进而中和了粉煤灰引起的高碱性,改变了粉煤灰在水体中的pH值,提供了粉煤灰发生风化的酸性条件; XRD检测到了4.41-4.53nm的粘土矿物特征峰和近似于粘土矿物的7.57nm的杂质峰,证明了粘土矿物的存在,表明了粉煤灰向粘土矿物相态转化的客观存在;在有目的添加的微生物营养试剂的参与下,有新的大量的卤盐生成于粉煤灰空心微珠表面。以上实验结果说明粉煤灰和污泥用于复合改土具有潜在的资源价值。
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