刘贵云[1]2002年在《河道底泥资源化—新型陶粒滤料的研制及其应用研究》文中指出本文分为河道底泥性能研究、河道底泥陶粒滤料的制备及反应机理、底泥陶粒滤料的性能和结构分析、重金属的转化和行为研究以及底泥陶粒滤料在水处理中的应用五个部分。 通过对上海龙华港和彭越浦底泥样品的主要化学成分、粒径分布、矿物成分以及重金属含量的分析表明，底泥样品中的主要化学成分和粒径分布都同粘土类原料比较接近，这为底泥的资源化提供了有利的依据；底泥中的重金属含量和浸出浓度较高，但对其Cu、Zn、Pb、Cd、Cr~(6+)、Hg的分析结果表明底泥样品还不属于危险废物。 综合考虑，本文采用生活污泥、广西白泥和水玻璃为添加剂，通过正交试验确定了制备底泥陶粒的工艺条件和配方，并通过试验找到了烧成温度、生活污泥添加量、粘结剂添加量对底泥陶粒的比表面积、松散容重、空隙率、吸水率和颗粒容重的影响趋势。同时系统分析了各主要化学成分在底泥陶粒烧成中的作用、底泥陶粒孔隙形成机理以及固相反应机理。 对底泥陶粒的性能进行了系统的测定和分析，重点研究了底泥陶粒比表面积的测定方法、晶体成分、孔隙分布、吸附性能、重金属的存在形态和结构以及浸出行为等，分析表明底泥陶粒符合生物膜载体的要求。 本文首次从晶体结构的角度阐明底泥陶粒中重金属的形态和结构，指出底泥和生活污泥原料中的重金属通过高温烧结，经过一系列的转化和反应过程，固化在底泥陶粒中，不容易重新释放到环境中而对环境产生二次污染作用，也就消除了底泥陶粒在应用过程中可能产生的顾虑，对底泥陶粒样品中重金属行为的分析也证明了这一点。 设计曝气生物滤池，分别采用底泥陶粒、对照陶粒和颗粒活性炭作为生物膜载体进行配制废水处理试验，经比较发现当进水CODcr浓度在85.81mg/L～171.76mg/L、NH_3-N在7.28mg/L～37.04mg/L时，底泥陶粒对CODcr和NH_3-N的平均去除效率为64.75％和96.17％，充分说明底泥陶粒作为曝气生物滤池载体的可行性。 文中还采用叁个曝气生物滤池对上海天山污水处理厂的出水进行了强化处理，发现出水NH_3-N基本能在1mg/L以内，去除率比较高且运行稳定，CODcr的平均去除率约为46.60％，不仅能够提高城市污水处理厂达标率，而且出水CODcr、NH_3-N均能达到回用水相关标准，表明了其在城市污水回用上的可行性。
徐振华[2]2012年在《污水厂污泥与河道底泥联合高温烧结制备陶粒的技术研究》文中认为污水处理厂污泥和河道底泥是典型的环太湖水乡城镇的固体废物。由于环太湖地区城镇中小型污水厂多接受工业废水入厂混合处理，导致污泥有机质含量低、重金属含量相对较高，建材化利用是较为可行的资源化方式。基于污泥与底泥在化学组成上的互补性，以上述两类废物为主要原料，适当添加粉煤灰，通过高温烧结制备陶粒，可用作水处理滤料，或建筑轻骨料。本论文在详细的废物特性分析基础上，开展了污泥与底泥高温烧结制备陶粒的室内试验，并在苏州市甪直镇建成了包括干燥-粉磨-混合-成型-烧结-烟气处理等环节在内的中试生产线，通过系统的中试试验确定了陶粒滤料和骨料生产的最优工艺条件。废物特性研究表明，污泥（SS）中SiO2含量较低，底泥（RS）的化学组成和粘土接近，含有大量的SiO2，而粉煤灰（FS）中Al2O3成分含量达到近30%，SS、RS和FS组合能够满足烧结陶粒的组分要求。叁种废物的热重-差热分析的特征区别较大，其中污泥中的有机物在加热过程中有利于形成还原气氛，能够将更多的炭带入到高温阶段，有利于陶粒高温阶段的产气反应。陶粒烧结的室内试验研究中，将SS、RS以及少量FS按照设定比例混合成型后，在管式电阻炉内进行陶粒烧结试验，重点研究了物料配方、烧结温度、烧结时间、预热温度和物料含水率等因素对陶粒骨料和滤料的主要性能指标（比表面积、抗压强度、吸水率、表观密度）的影响，研究表明，烧结温度对陶粒性能影响最为显着，其次为原料配方和烧结时间，并初步确定陶粒烧结的适宜工艺条件为：烧结温度1100~1150℃，烧结时间10~15min，预热温度350℃，预热时间20min，配比中污泥含量小于35%。。在中试生产线上，对污泥与底泥烧结制备陶粒骨料和滤料的物料配比、烧结温度、添加剂等相关技术参数进行了系统研究。研究发现，SS中CaO和磷的化合物含量较高，导致骨料的膨胀性能不佳以及滤料的盐酸可溶率偏高，添加一定量的生活污水污泥（DSS）可改善骨料的膨胀性能，降低滤料的盐酸可溶率。中试研究确定600~800级的陶粒骨料烧结的适宜工艺条件为：配比SS:DSS:RS=1:4:5~1:5:4或DSS:RS=3:7~5:5，烧结温度1140℃，烧结时间28min；陶粒滤料的烧结工艺为：配比SS:DSS:RS:FS=1:3:4:2~1:3:6:0，烧结温度1120℃，烧结时间28min，制备出陶粒比表面积≥1.35m2/g(最大可达3.15m2/g)、含泥量≤0.1%、盐酸可溶率≤2%、破损率与磨损率之和≤4.5%、空隙率≥40%。
周颜[3]2016年在《疏浚底泥制备免烧裹壳陶粒及其性能研究》文中指出我国每年产生大量疏浚底泥,底泥中的污染物易造成二次污染,因此疏浚底泥资源化利用问题亟待解决。利用疏浚底泥制备免烧陶粒并裹壳处理,不仅能解决疏浚底泥资源化利用问题,同时能节能利废,保护粘土、页岩等天然资源。目前,疏浚底泥制备免烧陶粒的工艺不够成熟且鲜有报道,本文采用抛丸法,将底泥与胶凝材料混合,经造粒、养护制成免烧陶粒,针对免烧陶粒在使用过程中出现强度低、耐水性差、搅拌过程易破碎等缺点,设计工艺对免烧陶粒进行裹壳处理,表征分析了裹壳陶粒的机械性能、耐久性能及微观结构,并将其应用于生物陶粒过滤器及水泥试件中。具体研究内容及结果如下:利用疏浚底泥制备免烧裹壳陶粒的实验研究结果表明:(1)以不同的壳层原料为基础,最佳原料配比为:底泥陶粒70%,水泥15%,ZY-1 5%,生石灰1.5%,ZY-23.5%,ZY-9 5%。(2)裹壳陶粒性能表征结果:裹壳陶粒粒径集中于3-8 mm,颗粒级配良好,裹壳陶粒壳层中添加的ZY-9增加了其韧性,筒压强度为6.4 MPa,25次冻融后质量损失率为32.74%,水流冲刷120 min后破碎率为5.14%,在15%NaCl溶液中浸泡240h后质量损失率为15.05%,表明裹壳陶粒机械性能及耐久性得到增强,通过SEM观察到裹壳陶粒内部结构更致密,水化更充分。裹壳陶粒应用于生物陶粒过滤器的实验研究结果表明:(1)最优温度为30 ℃,此温度下水质CODcr、氨氮、SS及TP去除率分别为55%、65%、81.5%和50%。(2)裹壳陶粒进行磁改性后,对比商品烧结陶粒,结果表明磁改性陶粒对水处理效果更佳,CODCr、氨氮、SS及TP去除率分别为65%、68.9%、79%和51%。裹壳陶粒应用于水泥试件的制备实验研究结果表明:(1)碎石及纯水泥试件的机械性能及耐久性最优,裹壳陶粒试件与烧结陶粒试件相比,强度与后者相差0.4 MPa,冻融质量损失率仅高14.13%,吸水性与耐盐性相近。(2)不同裂纹程度影响试件的耐久性,裂纹越多,试件耐久性越差。
王慧, 于伟鹏, 黑亮, 翟晓峰, 严建平[4]2015年在《污染底泥处理及资源化利用研究进展》文中指出水体底泥污染是世界范围内的一个主要环境问题,底泥污染治理是城市河道水体污染综合治理的主要内容。文章分析了底泥中的主要污染物,阐述了原位、异位等无害化处理技术,同时考虑到底泥富含有用成分,对国内外各种底泥资源化利用途径进行探讨和总结。
于胜楠[5]2017年在《净水污泥制备除磷基质及其性能研究》文中研究表明城市化进程日益加快,自来水需求与日俱增,与此同时伴随着大量的净水污泥产生,如对这些污泥处置不当,很容易引起二次污染。基于可持续发展的理念,将净水污泥配以辅料制成吸磷陶粒,在降低对环境破坏的同时变废为宝,实现环境与发展的双赢。依据净水污泥性质分析的结果,综合考虑制陶原理对成陶物质化学成分的要求,选定膨润土、贝壳粉、淀粉为辅料以此来制备陶粒。以磷吸附量和比表面积为评价指标,通过正交实验得出最佳配比:净水污泥:膨润土:贝壳粉:淀粉=80:10:7:3;最佳制陶工艺为:预热温度为300℃、预热时间为20min、灼烧温度为700℃、灼烧时间为15min。同时由正交实验极差分析可知灼烧温度>预热时间>原辅料配比>预热温度>灼烧时间。采用最佳烧制工艺制得的陶粒在性能上符合CJ/T 229-2008《水处理用人工陶粒滤料》的标准;由SEM分析图可知吸附效果好的陶粒表面存在聚集态的微孔结构;由XRD分析图可以看出存在增加陶粒强度并且提供更多吸附位点的钙体活性成分;陶粒浸出重金属含量远低于GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》标准的限值。本研究在静态实验中利用控制变量法考察吸附反应时间、初始溶液浓度、陶粒投加量、溶液pH对水中磷的吸附效果。结果发现:反应时间到15h时,吸附达到平衡;初始浓度的增加对吸附性能有提升的作用;投加量增加,吸附容量逐渐减小但去除率在递增;在酸性条件下,除磷效果更好。用准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型来阐述该过程更贴切。在308K时,净水污泥陶粒最大吸附量可达6.881mg/g。吸附热力学的结果表明,反应是自发的,吸热的,并且系统的自由度增加。温度升高可以提高吸附性能和吸附后的紊乱程度。动态吸附除磷试验结果表明净水污泥吸附柱吸附磷的穿透时间、耗竭时间与吸附床高度成正比;随着磷溶液进入吸附柱的流速逐渐增加,穿透时间越短。用Thomas和Yoon-Nelson模型进行拟合得到的相关系数R~2均达到0.95以上,对动态过程能进行很好地描述,且两个模型的速率常数(k_T和k_(YN))与吸附柱内填料高度成反比,与液体流速成正比。通过再生实验可知,它是一个可重复利用的吸附材料。同时关于陶粒的经济和环境社会效益、资源化利用的价值,在研究中都展开讨论,并提出了应用建议,用于改善水质,既实现了废物资源化利用,又为污泥处理提供一条可行的措施。
万琼, 韩庆吉, 张新艳, 鞠恺, 赵志啸[6]2019年在《以给水厂污泥制备新型陶粒及其性能优化》文中提出随着自来水需求及处理量增加,给水厂的副产物-给水污泥产量日益增加,其最终处置急需合理解决。以给水厂污泥为主料,粉煤灰、黏土及玻璃粉为辅料,烧制陶粒,试样孔隙均匀,叁维连通,可作为无土栽培、中水处理及人工湿地填料。通过单因素试验研究制备过程中原料配合比、烧结温度及烧结时间等因素对陶粒性能的影响。试验采用SEM和XRD进行了微观结构和物相分析,并确定最佳工艺参数:配合比为给水污泥60%,粉煤灰16%,黏土16%,玻璃粉8%,预热温度500℃,预热时间20 min,烧结温度1170℃,烧结时间20 min。陶粒试样表观密度1. 388 g·cm-3,堆积密度0. 7636 g·cm-3,吸水率23. 65%,空隙率44. 99%。
参考文献：
[1]. 河道底泥资源化—新型陶粒滤料的研制及其应用研究[D]. 刘贵云. 东华大学. 2002
[2]. 污水厂污泥与河道底泥联合高温烧结制备陶粒的技术研究[D]. 徐振华. 清华大学. 2012
[3]. 疏浚底泥制备免烧裹壳陶粒及其性能研究[D]. 周颜. 天津科技大学. 2016
[4]. 污染底泥处理及资源化利用研究进展[J]. 王慧, 于伟鹏, 黑亮, 翟晓峰, 严建平. 人民珠江. 2015
[5]. 净水污泥制备除磷基质及其性能研究[D]. 于胜楠. 苏州科技大学. 2017
[6]. 以给水厂污泥制备新型陶粒及其性能优化[J]. 万琼, 韩庆吉, 张新艳, 鞠恺, 赵志啸. 硅酸盐通报. 2019
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