碱渣-矿渣固化市政污泥的工程性质试验研究
发布时间：2020-12-24 16:54
市政污泥具有有机质含量高、物理力学性质差和含有重金属等特点,如果处理处置不当,不仅会占用大量土地资源,污泥中的污染物还会对人们的身体和生产生活造成威胁。污泥固化的传统固化剂主要为水泥和石灰,用于污泥固化时存在资源消耗大、回收利用率低、成本高等缺点。碱渣为工业制碱厂排放的固体废弃材料,主要采用地表堆存的方式进行处置,不仅占用大量土地资源,还造成污染环境和抑制经济发展等问题。污泥的固化/稳定化技术已经得到广泛应用,但是碱渣在用作污泥固化剂方面研究较少。本文基于“以废治废”的思想,以氧化钙为热干化材料、碱渣和矿渣为固化材料,对污泥进行固化处理,开展碱渣-矿渣固化污泥的工程性质试验研究,为碱渣-矿渣固化污泥用作垃圾填埋场覆盖材料的工程应用提供理论依据和技术参考。本文研究内容主要包括:（1）对固化污泥进行强度试验。研究固化污泥强度性质,分析无侧限抗压强度、破坏应变、变形模量等随固化剂掺量和养护龄期的变化规律,确定满足填埋场覆盖材料强度要求的固化方案。（2）对固化污泥进行一维固结压缩和其它理化性质测试。研究固化污泥的压缩变形性质,得到压缩系数、压缩模量随固化剂掺量和养护龄期的变化规律;研究固化污泥...
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
湖北工业大学硕士学位论文13第二章试验内容与方法初始状态下污泥含水率高、大量有机质、带有病原微生物及恶臭气味，这些恶劣性质不利于污泥资源化利用，同时对人体和环境有潜在威胁。为了更好地研究固化污泥的工程性质，本章通过室内试验来获取污泥的基本性质指标，主要介绍试验所用材料的基本性质指标、试验方法、试验仪器、以及试验过程等内容。2.1试验材料2.1.1污泥本试验所采用的污泥取自武汉市东湖生活污水处理厂，属于市政污泥，见图2.1所示。取回放在塑料桶内密封低温、遮光条件下储存，防止污泥中水分蒸发和有机质降解。图2.1取样照片试验时剔除污泥中树枝、塑料及毛发等大块杂物。参照《城市污水处理厂污泥检验方法CJ/T221-2005》[57]和《公路土工试验规程JTGE40-2007》[58],及时测定原状污泥各项指标，污泥化学指标见表2.1所示，污泥基本性质指标见表2.2所示。表2.1污泥化学成分（%）CaOFe2O3SiO2MgOMnOP2O5Al2O3TiO2SO3Cl5.66.745.140.116.412.90.94.60.3
湖北工业大学硕士学位论文14表2.2污泥基本性质指标含水率（%）有机质（%）pH密度（g/cm3）液限（%）塑限（%）塑性指数（%）566.035.06.451.1380.362.9317.39通过烘干法测得污泥含水率566%，偏酸性，通过烧失量法测得35%有机质，污泥液限380.3%，说明污泥中结合水含量很高，自由水量很低，含水率大于液限且液限大于1，原状污泥没有表现流塑状态，像泡沫状堆积。对污泥XRD测试分析，见图2.3所示，可以看出污泥矿物成分主要以白云母和石英为主。污泥级配图见图2.2所示，从级配角度分析：污泥不均匀系数为4.51，曲率系数1.16属于级配连续不良土，平均粒径0.0836mm，比表面积136.9㎡/kg。图2.2污泥粒径级配图0.白云母1.石英2.硅酸盐3.方解石4.石膏5.硅酸钙图2.3试验材料XRD图谱
【参考文献】：
期刊论文
[1]侵蚀环境中碱渣-矿渣固化淤泥的力学性质[J]. 何俊,栗志翔,石小康,王小琦. 水文地质工程地质. 2019(06)
[2]基于核磁共振技术的淤泥固化水分转化机制研究[J]. 王士权,魏明俐,何星星,张亭亭,薛强. 岩土力学. 2019(05)
[3]利用建筑垃圾和碱渣制备蒸压加气混凝土[J]. 张惠灵,徐克猛,陈永亮,武诗怡,齐辰晖,肖华平. 环境工程学报. 2019(02)
[4]污泥固化土强度特性研究[J]. 薛飞,王佩,李磊,郑兆勇,王亮. 人民长江. 2018(17)
[5]碱渣综合利用发展现状[J]. 赵礼兵,许博,李国峰,张锦瑞. 化工矿物与加工. 2017(06)
[6]填埋场改性污泥防渗层渗透与变形特性[J]. 张芊,陆海军,李继祥,汪为巍,陈威. 科学技术与工程. 2017(08)
[7]粉煤灰水泥土变形特性实验研究[J]. 陈峰,赖锦华. 工程地质学报. 2016(01)
[8]碱渣综合利用制备液体脱硫剂技术研究[J]. 王秉钧,耿县如,刘忠华,云玉娥. 纯碱工业. 2015(06)
[9]新型无熟料碱渣固化土的工程特性[J]. 孙家瑛,顾昕. 建筑材料学报. 2014(06)
[10]利用碱渣和粉煤灰制取工程土的室内试验研究[J]. 郭燕文,张明义,寇海磊,郑宇炜. 青岛理工大学学报. 2014(03)
博士论文
[1]低品位锰尾矿渣水化反应特性及固化污泥作用机理研究[D]. 王华庆.辽宁工程技术大学 2017
[2]矿渣可固化堵漏液的碱激发硬化特性研究及应用[D]. 邓智中.西南石油大学 2017
[3]基于骨架构建体污泥固化填理及长期稳定性研究[D]. 李亚林.华中科技大学 2013
[4]水处理污泥干燥特性及过程研究[D]. 余万.武汉大学 2011
[5]污泥改性及其在填埋场中的稳定化过程研究[D]. 张华.同济大学 2007
[6]污泥固化处理技术及重金属污染控制研究[D]. 李磊.河海大学 2006
硕士论文
[1]碱渣—矿渣固化淤泥的工程性质试验研究[D]. 王小琦.湖北工业大学 2019
[2]水泥-碱渣加固软土的试验研究[D]. 许士钊.合肥工业大学 2019
[3]工业废碱渣稳定类材料组成设计的应用试验研究[D]. 陈杰.山东交通学院 2016
[4]碱渣固化重金属污染土的工程性质试验研究[D]. 王连斌.合肥工业大学 2016
[5]碱渣土路用性能研究与微观结构分析[D]. 张晓晓.河北工业大学 2015
[6]碱厂碱渣的改性及其吸附性能的研究[D]. 马芳变.南京理工大学 2014
[7]碱渣路基处理研究[D]. 徐京阔.天津大学 2007
[8]碱渣对有机固体废物厌氧降解的影响实验研究[D]. 彭刚.中国海洋大学 2006
本文编号：2935996
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
湖北工业大学硕士学位论文13第二章试验内容与方法初始状态下污泥含水率高、大量有机质、带有病原微生物及恶臭气味，这些恶劣性质不利于污泥资源化利用，同时对人体和环境有潜在威胁。为了更好地研究固化污泥的工程性质，本章通过室内试验来获取污泥的基本性质指标，主要介绍试验所用材料的基本性质指标、试验方法、试验仪器、以及试验过程等内容。2.1试验材料2.1.1污泥本试验所采用的污泥取自武汉市东湖生活污水处理厂，属于市政污泥，见图2.1所示。取回放在塑料桶内密封低温、遮光条件下储存，防止污泥中水分蒸发和有机质降解。图2.1取样照片试验时剔除污泥中树枝、塑料及毛发等大块杂物。参照《城市污水处理厂污泥检验方法CJ/T221-2005》[57]和《公路土工试验规程JTGE40-2007》[58],及时测定原状污泥各项指标，污泥化学指标见表2.1所示，污泥基本性质指标见表2.2所示。表2.1污泥化学成分（%）CaOFe2O3SiO2MgOMnOP2O5Al2O3TiO2SO3Cl5.66.745.140.116.412.90.94.60.3
湖北工业大学硕士学位论文14表2.2污泥基本性质指标含水率（%）有机质（%）pH密度（g/cm3）液限（%）塑限（%）塑性指数（%）566.035.06.451.1380.362.9317.39通过烘干法测得污泥含水率566%，偏酸性，通过烧失量法测得35%有机质，污泥液限380.3%，说明污泥中结合水含量很高，自由水量很低，含水率大于液限且液限大于1，原状污泥没有表现流塑状态，像泡沫状堆积。对污泥XRD测试分析，见图2.3所示，可以看出污泥矿物成分主要以白云母和石英为主。污泥级配图见图2.2所示，从级配角度分析：污泥不均匀系数为4.51，曲率系数1.16属于级配连续不良土，平均粒径0.0836mm，比表面积136.9㎡/kg。图2.2污泥粒径级配图0.白云母1.石英2.硅酸盐3.方解石4.石膏5.硅酸钙图2.3试验材料XRD图谱
【参考文献】：
期刊论文
[1]侵蚀环境中碱渣-矿渣固化淤泥的力学性质[J]. 何俊,栗志翔,石小康,王小琦. 水文地质工程地质. 2019(06)
[2]基于核磁共振技术的淤泥固化水分转化机制研究[J]. 王士权,魏明俐,何星星,张亭亭,薛强. 岩土力学. 2019(05)
[3]利用建筑垃圾和碱渣制备蒸压加气混凝土[J]. 张惠灵,徐克猛,陈永亮,武诗怡,齐辰晖,肖华平. 环境工程学报. 2019(02)
[4]污泥固化土强度特性研究[J]. 薛飞,王佩,李磊,郑兆勇,王亮. 人民长江. 2018(17)
[5]碱渣综合利用发展现状[J]. 赵礼兵,许博,李国峰,张锦瑞. 化工矿物与加工. 2017(06)
[6]填埋场改性污泥防渗层渗透与变形特性[J]. 张芊,陆海军,李继祥,汪为巍,陈威. 科学技术与工程. 2017(08)
[7]粉煤灰水泥土变形特性实验研究[J]. 陈峰,赖锦华. 工程地质学报. 2016(01)
[8]碱渣综合利用制备液体脱硫剂技术研究[J]. 王秉钧,耿县如,刘忠华,云玉娥. 纯碱工业. 2015(06)
[9]新型无熟料碱渣固化土的工程特性[J]. 孙家瑛,顾昕. 建筑材料学报. 2014(06)
[10]利用碱渣和粉煤灰制取工程土的室内试验研究[J]. 郭燕文,张明义,寇海磊,郑宇炜. 青岛理工大学学报. 2014(03)
博士论文
[1]低品位锰尾矿渣水化反应特性及固化污泥作用机理研究[D]. 王华庆.辽宁工程技术大学 2017
[2]矿渣可固化堵漏液的碱激发硬化特性研究及应用[D]. 邓智中.西南石油大学 2017
[3]基于骨架构建体污泥固化填理及长期稳定性研究[D]. 李亚林.华中科技大学 2013
[4]水处理污泥干燥特性及过程研究[D]. 余万.武汉大学 2011
[5]污泥改性及其在填埋场中的稳定化过程研究[D]. 张华.同济大学 2007
[6]污泥固化处理技术及重金属污染控制研究[D]. 李磊.河海大学 2006
硕士论文
[1]碱渣—矿渣固化淤泥的工程性质试验研究[D]. 王小琦.湖北工业大学 2019
[2]水泥-碱渣加固软土的试验研究[D]. 许士钊.合肥工业大学 2019
[3]工业废碱渣稳定类材料组成设计的应用试验研究[D]. 陈杰.山东交通学院 2016
[4]碱渣固化重金属污染土的工程性质试验研究[D]. 王连斌.合肥工业大学 2016
[5]碱渣土路用性能研究与微观结构分析[D]. 张晓晓.河北工业大学 2015
[6]碱厂碱渣的改性及其吸附性能的研究[D]. 马芳变.南京理工大学 2014
[7]碱渣路基处理研究[D]. 徐京阔.天津大学 2007
[8]碱渣对有机固体废物厌氧降解的影响实验研究[D]. 彭刚.中国海洋大学 2006
本文编号：2935996
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