污泥预处理及其作为掺合料的性能研究

发布时间：2020-08-06 21:21

【摘要】：本课题重点关注经不同流程预处理后污泥中重金属的固化、有机物的去除及火山灰活性的提高,为污泥作为掺合料应用到建材行业当中提供可行性支持,具有社会效益、环境效益和经济效益。本课题首先选择了干化、粉磨、热处理、化学改性这几种预处理工艺进行不同预处理流程的搭配,应用XRD、激光粒度分析仪等检测手段对污泥的物理性质、化学成分和物相进行研究。研究结果表明预处理后污泥与粉煤灰成分相近,其中SiO_2的活性较低,MgO、SO_3、P_2O_5过量且含量随预处理温度升高而增加,将影响水泥基材料性能;预处理工艺对污泥细度、比表面积及粒径分布影响较大,经适宜流程预处理后污泥的比表面积约为水泥的2-3倍,粒径分布集中在1μm-70μm,可与水泥颗粒形成良好级配关系。本课题重点研究不同预处理工艺对污泥中重金属固化及有机物去除作用效果。通过ICP测试重金属浸出量,通过TOC及FTIR对预处理后污泥中有机物进行定量及定性分析,研究结果表明热处理及化学改性均为重金属固化及有机物去除的有效方式。ICP测试结果表明,热处理后的污泥中可浸出重金属主要有Mn、Zn、Ba三种,对比GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性值》中对重金属危险性的限量可知,热处理后污泥中重金属浸出毒性在安全量程范围内,且热处理与化学改性复合作用可使重金属进一步固化。FTIR测试结果表明,干化及粉磨处理后污泥中含有糖类、蛋白质、酰胺类物质及苯系物等有机物,单一的热处理或化学改性均无法对有机物进行完全去除,热处理与化学改性复合作用可使有机物去除效果达到最佳。最后,为了研究不同预处理工艺对污泥火山灰活性的激发效果,用预处理后的污泥取代部分水泥形成污泥-生石灰-水泥体系,并测试水泥基材料的力学性能。测试结果表明,粉磨工艺对污泥火山灰活性影响较大;热处理后污泥火山灰活性未得到显著提升;热处理与化学改性复合作用后污泥火山灰活性略有增加;随着污泥掺量的增加,水泥基材料力学性能减弱。综上,预处理可以激发污泥火山灰活性,但预处理后污泥的性能仍与水泥存在差距。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528.041;X703
【图文】：

污泥预处理及其作为掺合料的性能研究

技术路线图

污泥,车间,外观,原材料制备

预处理及污泥性能研究试验用时需对其理化性能，重金属固化、分研究。经合理试验方案设计后选择处理流程较为复杂，原材料制备及分主要对试验所需原材料、仪器设备及做基础。来自龙江环保集团股份有限公司，为压滤两道工序，含水率为 65%，占用色颗粒状或泥饼状，如图 2-1 所示：

粒径分布,设备,筛析,激光粒度分析仪

d)箱式高温炉e)振动磨 f)球磨机图 2-2 预处理阶段设备（2）试验仪器对预处理后污泥进行相关理化性能测试分析时所使用的主要仪器有水泥负压筛析仪、李氏瓶、激光粒度分析仪、X 射线衍射仪、X 射线荧光光谱仪，仪器及其测试内容见下表 2-6：表 2-6 主要试验仪器测试内容仪器名称细度水泥负压筛析仪密度李氏瓶粒径分布激光粒度分析仪物相组成 X 射线衍射仪元素组成 X 射线荧光光谱仪2.3.2 污泥无害化研究阶段仪器设备

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