CHƯƠNG 3 : NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁPTHỰC NGHIỆM
3.1 Nguyên vật liệu
3.1.1 Bùn thải nạo vét
- Nghiên cứu đánh giá chất lượng của các lớp bùn thải nạo vét thực hiện tại các khu vực lấy mẫu, chủ yếu được thực hiện tại tỉnh Kiên Giang và tỉnh Cà Mau. Việc đánh giá này phải được thực hiện để xác nhận rằng các lớp bùn không bao gồm số lượng lớn các chất có hại với mơi trường, chẳng hạn như kim loại nặng hoặc các chất độc hại khác. Nếu các chất được tìm thấy được ở trên ngưỡng cho phép của các kim loại nặng, chất độc hại theo quy định của các tiêu chuẩn quốc gia, một kế hoạch xử lý đặc biệt nên được chuẩn bị, cùng với một kế hoạch giám sát. Kế hoạch xử lý đặc biệt cũng nên bao gồm một chương trình để bảo vệ các cư dân trong cộng đồng gần đó sử dụng bùn thải nạo vét để xây dựng nhà hoặc làm vườn. Các mẫu trầm tích đáy/bùn sẽ được phân tích chất ơ nhiễm quan trọng theo tiêu chuẩn của Việt Nam.
- Xác định các vùng đất có sẵn cho việc xử lý bùn thải nạo vét . Cần xác định các bãi chơn lấp và/hoặc đất mà có thể thích hợp cho việc xử lý bùn thải nạo vét phù hợp với mức độ rủi ro liên quan với nó. Đất cơng cộng, đất xây dựng đường giao thông nông thơn, cơng trình cơng cộng khác, hoặc đất tư nhân, có thể được sử dụng, nếu các chủ đất bị ảnh hưởng đồng ý. Nếu những rủi ro do ô nhiễm của bùn cao, bùn phải được xử lý tại các bãi chôn lấp vệ sinh.
- Chuẩn bị kế hoạch nạo vét và vận tải. Các thủ tục nạo vét và kế hoạch vận chuyển sẽ chuẩn bị như sau:
-Các phương pháp nạo vét, phương thức vận tải tới khu vực xử lý hoặc lưu trữ tạm thời tại chỗ.
-Thời gian thực hiện để đảm bảo an toàn và vệ sinh khu vực nạo vét
-Phương pháp vận chuyển để giảm sự rò rỉ của bùn thải nạo vét từ thiết bị vận chuyển.
- Lưu trữ và xử lý để không bị ô nhiễm trầm tích/bùn. Bùn thải nạo vét ở trong tình trạng giống như bùn trước khi xử lý cho 24 - 48 giờ.
25
Bùn thải nạo vét dùng trong thực nghiệm được lấy ở khu vực tỉnh Kiên giang và Cà Mau.Bùn thải nạo vét có lượng nước rất cao được phơi khơ để phong hóa các thành phần hữu cơ và chất khí có hại, sau đó được thiêu đốt bằng lị quay ở nhiệt độ 350- 4000C trong 5 giờ để đốt cháy chất hữu cơ và tạp chất lẫn vào như trên Hình 3.1. Sau đó, bùn khơ được nghiền nhỏ bằng máy nghiền bi.Bùn thải nạo vét sau khi xử lý được thí nghiệm xác định hàm lượng sét và phân loại thành 4 nhóm khác nhau.Thành phần cơ lý của đất sau khi xử lý được trình bày trong Hình 3.2 và bảng 3.1.
Bảng 3.1:Thành phần cơ lý của bùn thải nạo vét
Chỉ tiêu Nhóm 1 Nhóm 2 Nhóm 3 Nhóm 4
Hàm lượng sét (%) 79.5 56.3 66.6 59.1
Hàm lượng cát + Bụi (%) 20.5 43.7 33.4 40.9
Tỷ trọng (g/cm3) 2.49 2.57 2.51 2.55
Mất khi nung (%) 19.3 14.7 20.1 17.2
Hình 3.1:Qui trình gia nhiệt bùn thải nạo vét
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 0 50 100 150 200 250 300 350 N h iệ t độ C Thời gian (phút) Giai đoạn nâng nhiệt
Giai đoạn giữ nhiệt đốt cháy ở 400C Giai đoạn hạ nhiệt
26
Hình 3.2:Bùn sau khi thiêu đốt sẽ được nghiền nhỏ bằng máy nghiền bi khơ.
Hình 3.3:Hình dạng của bùn thải nạo vét sau khi xử lý nhiệt và nghiền mịn được phân
tích bằng phương pháp SEM (Scaning Electron microscope)
Kết quả phân tích sau khi gia nhiệt của 4 nhóm mẫu bùn thải nạo vét cho thấy thành phần hạt sét từ 56.3% đến 79.5%. Do đó, nghiên cứu lựa chọn bùn thải nạo vét nhóm 1 và nhóm 2 làm thực nghiệm.
27
3.1.2 Ximăng
Chất kết dính sử dụng là ximăng PC40, tính chất cơ lý của ximăng được trình bày trong bảng 3.2.
Bảng 3.2:Chỉ tiêu cơ lý của ximăng
Chỉ tiêu cơ lý Đơn vị Giá trị
Cường độ nén N/mm2 3 ngày 26 7 ngày 34 28 ngày 44
Khối lượng riêng g/cm3 3,08
Độ mịn Blaine cm2/g 3760
Lượng nước yêu cầu % 27.5
Thời gian ninh kết
Phút
Bắt đầu 130
Kết thúc 165
Khối lượng tự nhiên kg/cm3 1250
3.1.3 Tro bay
Tro bayđượcsửdụngtại Formusa có thành phầnhạt có khốilượng riêng 2,5 g/cm3
và khốilượngthể tích 1.43 g/cm3. Các tính chất hóa học và vật lý của tro bay trình bày trong bảng 3.3.
Bảng 3.3:Thành phần hóa học của tro bay
Thành phần hoá
học SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO Na2O MgO SO3 MKN % khối lượng 53,9 34,5 4,0 1,0 0,3 0.81 0.25 9.63
3.1.4 Vôi
Thành phần hóa của vơi có tổng hàm lượng CaO lớn hơn 90% trong đó CaO tự do (hoạt tính) lớn hơn 75% thới gian tơi đạt từ 8 đến 15 phút, nhiệt độ tôi từ 850C đến 950C và hàm lượng vôi không tôi nhỏ hơn 10%.
28
3.1.5 Cát
Cát dùng được sử dụng là cát sơng, có modun độ lớn là 1.82.Cát có khối lượng riêng là 2.62 g/cm3 và khối lượng thể tích là 1540 kg/m3.Thành phần cát được dùng để kết hợp với thành phần bùn thải nạo vét trong cấp phối vữa.