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
发布时间：2021-09-29 20:53
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。三种废物的热重-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...
【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 研究背景
1.1.1 城镇污泥处理处置现状
1.1.2 河道底泥处理处置现状
1.2 污泥烧结陶粒的发展现状及技术研究现状
1.2.1 污泥陶粒的发展现状
1.2.2 烧结陶粒的技术研究现状
1.3 研究目标和意义及研究内容和技术路线
1.3.1 研究目标和意义
1.3.2 研究内容和技术路线
第2章 污泥、底泥和粉煤灰的特性研究
2.1 废物的产生及其物理化学特性
2.1.1 废物的产生及其基本特性
2.1.2 废物的化学组成
2.2 废物的重金属含量
2.3 废物的热重-差热分析
2.3.1 热重-差热分析的作用与方法
2.3.2 污泥的热重-差热分析
2.3.3 底泥的热重-差热分析
2.3.4 粉煤灰的热重-差热分析
2.4 本章小结
第3章 污泥与底泥烧结制备陶粒的室内试验研究
3.1 试验设计及烧结程序
3.1.1 烧结工艺的优化探索试验
3.1.2 物料配比对陶粒性能影响实验
3.1.3 温度对陶粒性能及产气特性的影响实验
3.1.4 预热温度对陶粒性能影响实验
3.1.5 物料含水率对的陶粒性能影响实验
3.2 实验分析方法
3.3 烧结工艺的优化探索试验
3.4 温度对陶粒性能的影响及其机理分析
3.4.1 温度对陶粒性能的影响
3.4.2 温度对陶粒性能影响的机理分析
3.4.3 陶粒产气控制方法分析
3.5 物料配比对陶粒性能的影响
3.5.1 物料配比对比表面积的影响
3.5.2 物料配比对抗压强度的影响
3.5.3 物料配比对吸水率的影响
3.5.4 物料配比对表观密度的影响
3.6 预热温度对陶粒性能影响
3.7 物料含水率对陶粒性能影响
3.8 本章小结
第4章 污泥与底泥烧结制备陶粒的中试研究
4.1 陶粒烧结工艺流程
4.2 中试研究主要问题识别与试验设计
4.2.1 中试研究主要问题识别
4.2.2 中试研究中的物料特性
4.2.3 中试研究试验设计
4.3 试验分析方法
4.4 污泥与底泥烧结制备陶粒骨料的中试研究
4.4.1 配比和温度对陶粒骨料性能的影响
4.4.2 添加剂对陶粒骨料性能的影响
4.4.3 陶粒膨胀的影响因素分析
4.4.4 制备陶粒骨料的工艺研究
4.5 污泥与底泥烧结制备陶粒滤料的中试研究
4.5.1 配比和温度对陶粒滤料主要性能的影响
4.5.2 添加剂对陶粒滤料性能的影响
4.5.3 陶粒滤料性能优化途径分析
4.5.4 陶粒滤料的制备工艺及性能表征
4.6 本章小结
第5章 环境安全性评价及技术经济分析
5.1 实验设计与分析方法
5.1.1 实验设计
5.1.2 分析方法
5.2 污泥干燥过程中的物质迁移行为
5.2.1 干燥过程有机物损失分析
5.2.2 干燥过程 N、S 污染物排放分析
5.3 陶粒生产及使用过程中的重金属行为
5.3.1 重金属固定效果分析
5.3.2 重金属浸出毒性分析
5.4 烧结过程中烟气检测
5.5 经济技术分析
5.5.1 成本分析
5.5.2 应用前景
5.6 本章小结
第6章 结论与建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
附录 A 工程设计与运行技术参数
附录 B 烧结炉烟气检测报告
【参考文献】：
期刊论文
[1]污染底泥的原位钝化技术研究进展[J]. 贾陈蓉,吴春芸,梁威,吴振斌. 环境科学与技术. 2011(07)
[2]污水污泥焚烧处理技术及其应用[J]. 林丰. 环境科技. 2011(S1)
[3]弧叶型旋转窑烧制污泥陶粒实验研究[J]. 何必繁,王里奥,黄川,陆磊,陈志鹏. 环境工程学报. 2011(04)
[4]利用污泥生产膨胀陶粒的试验研究与生产中的几个问题[J]. 李寿德,刘蓉,高隽,王小超. 砖瓦. 2011(01)
[5]环保疏浚底泥资源化利用研究进展[J]. 梁启斌,邓志华,崔亚伟. 中国资源综合利用. 2010(12)
[6]污水污泥页岩陶粒的烧成工艺与性能[J]. 钱觉时,罗晖,陈伟,陈平,邓成,岳燕飞,黄义雄. 材料科学与工艺. 2010(06)
[7]利用河道淤泥等固体废弃物制备水处理多孔陶粒滤料试验研究[J]. 潘嘉芬,冯雪冬. 非金属矿. 2010(06)
[8]给水厂污泥制高强陶粒技术研究[J]. 贺君,王启山,任爱玲. 工业安全与环保. 2010(11)
[9]污泥干化与水泥窑焚烧协同处置工艺分析与案例[J]. 史骏. 中国给水排水. 2010(14)
[10]污水污泥页岩陶粒烧胀特性[J]. 罗晖,钱觉时,陈伟,邓成,黄义雄. 硅酸盐学报. 2010(07)
博士论文
[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
硕士论文
[1]污泥干燥处理中典型恶臭的释放特点[D]. 刘瓒.浙江大学 2007
本文编号：3414457
【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 研究背景
1.1.1 城镇污泥处理处置现状
1.1.2 河道底泥处理处置现状
1.2 污泥烧结陶粒的发展现状及技术研究现状
1.2.1 污泥陶粒的发展现状
1.2.2 烧结陶粒的技术研究现状
1.3 研究目标和意义及研究内容和技术路线
1.3.1 研究目标和意义
1.3.2 研究内容和技术路线
第2章 污泥、底泥和粉煤灰的特性研究
2.1 废物的产生及其物理化学特性
2.1.1 废物的产生及其基本特性
2.1.2 废物的化学组成
2.2 废物的重金属含量
2.3 废物的热重-差热分析
2.3.1 热重-差热分析的作用与方法
2.3.2 污泥的热重-差热分析
2.3.3 底泥的热重-差热分析
2.3.4 粉煤灰的热重-差热分析
2.4 本章小结
第3章 污泥与底泥烧结制备陶粒的室内试验研究
3.1 试验设计及烧结程序
3.1.1 烧结工艺的优化探索试验
3.1.2 物料配比对陶粒性能影响实验
3.1.3 温度对陶粒性能及产气特性的影响实验
3.1.4 预热温度对陶粒性能影响实验
3.1.5 物料含水率对的陶粒性能影响实验
3.2 实验分析方法
3.3 烧结工艺的优化探索试验
3.4 温度对陶粒性能的影响及其机理分析
3.4.1 温度对陶粒性能的影响
3.4.2 温度对陶粒性能影响的机理分析
3.4.3 陶粒产气控制方法分析
3.5 物料配比对陶粒性能的影响
3.5.1 物料配比对比表面积的影响
3.5.2 物料配比对抗压强度的影响
3.5.3 物料配比对吸水率的影响
3.5.4 物料配比对表观密度的影响
3.6 预热温度对陶粒性能影响
3.7 物料含水率对陶粒性能影响
3.8 本章小结
第4章 污泥与底泥烧结制备陶粒的中试研究
4.1 陶粒烧结工艺流程
4.2 中试研究主要问题识别与试验设计
4.2.1 中试研究主要问题识别
4.2.2 中试研究中的物料特性
4.2.3 中试研究试验设计
4.3 试验分析方法
4.4 污泥与底泥烧结制备陶粒骨料的中试研究
4.4.1 配比和温度对陶粒骨料性能的影响
4.4.2 添加剂对陶粒骨料性能的影响
4.4.3 陶粒膨胀的影响因素分析
4.4.4 制备陶粒骨料的工艺研究
4.5 污泥与底泥烧结制备陶粒滤料的中试研究
4.5.1 配比和温度对陶粒滤料主要性能的影响
4.5.2 添加剂对陶粒滤料性能的影响
4.5.3 陶粒滤料性能优化途径分析
4.5.4 陶粒滤料的制备工艺及性能表征
4.6 本章小结
第5章 环境安全性评价及技术经济分析
5.1 实验设计与分析方法
5.1.1 实验设计
5.1.2 分析方法
5.2 污泥干燥过程中的物质迁移行为
5.2.1 干燥过程有机物损失分析
5.2.2 干燥过程 N、S 污染物排放分析
5.3 陶粒生产及使用过程中的重金属行为
5.3.1 重金属固定效果分析
5.3.2 重金属浸出毒性分析
5.4 烧结过程中烟气检测
5.5 经济技术分析
5.5.1 成本分析
5.5.2 应用前景
5.6 本章小结
第6章 结论与建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
附录 A 工程设计与运行技术参数
附录 B 烧结炉烟气检测报告
【参考文献】：
期刊论文
[1]污染底泥的原位钝化技术研究进展[J]. 贾陈蓉,吴春芸,梁威,吴振斌. 环境科学与技术. 2011(07)
[2]污水污泥焚烧处理技术及其应用[J]. 林丰. 环境科技. 2011(S1)
[3]弧叶型旋转窑烧制污泥陶粒实验研究[J]. 何必繁,王里奥,黄川,陆磊,陈志鹏. 环境工程学报. 2011(04)
[4]利用污泥生产膨胀陶粒的试验研究与生产中的几个问题[J]. 李寿德,刘蓉,高隽,王小超. 砖瓦. 2011(01)
[5]环保疏浚底泥资源化利用研究进展[J]. 梁启斌,邓志华,崔亚伟. 中国资源综合利用. 2010(12)
[6]污水污泥页岩陶粒的烧成工艺与性能[J]. 钱觉时,罗晖,陈伟,陈平,邓成,岳燕飞,黄义雄. 材料科学与工艺. 2010(06)
[7]利用河道淤泥等固体废弃物制备水处理多孔陶粒滤料试验研究[J]. 潘嘉芬,冯雪冬. 非金属矿. 2010(06)
[8]给水厂污泥制高强陶粒技术研究[J]. 贺君,王启山,任爱玲. 工业安全与环保. 2010(11)
[9]污泥干化与水泥窑焚烧协同处置工艺分析与案例[J]. 史骏. 中国给水排水. 2010(14)
[10]污水污泥页岩陶粒烧胀特性[J]. 罗晖,钱觉时,陈伟,邓成,黄义雄. 硅酸盐学报. 2010(07)
博士论文
[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
硕士论文
[1]污泥干燥处理中典型恶臭的释放特点[D]. 刘瓒.浙江大学 2007
本文编号：3414457
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