污泥制备地质聚合物的研究

发布时间：2020-11-10 05:48

　　 污泥是生活污水和工业废水在处理过程中产生的一类危害性极大的有毒沉淀物质。最常见的污泥资源化利用是将污泥高温焚烧后作为掺合料制备建材,然而焚烧虽然可以时污泥中的有机物碳化,但焚烧过程中会产生致癌物质二噁英,并且运营成本高。本课题致力于研究一种低能耗的污泥处理方法,从污泥的减量化着手进行预处理,利用氯化铝改性稻壳灰,并用改性后稻壳灰预处理污泥使污泥达到减量化稳定化的目的,然后将处理后污泥在碱激发状态制备地质聚合物,是为促进污泥资源化处置而开展的研究,将固体废弃物与制备建筑材料深度结合,对新型建筑材料的研发具有推动作用。此外,本课题开展利用未烧结污泥制备地质聚合物的研究,符合国家产业导向与政策扶持范围,实现减少环境污染、减少能源浪费,并使污泥得以实现建材化利用的目的,同时也实现“以废治废”的循环可持续发展,得到环境与经济的双重效益的目的。研究结果表明:稻壳灰对污泥的脱水性能有很大的改善作用,而对稻壳灰的改性又会强化这种改善作用。利用改性稻壳灰预处理不仅可以将污泥减量化,也会减少污泥中自身有机物的含量,为污泥进一步建材化提供良好的基础。污泥中主要无机成分为SiO2、Al2O3和Fe2O3,具有建材化的潜质。为方便试验,将预处理后污泥在基本温度300℃烘干,以去除污泥的味道及烘干预处理后的污泥。之后在碱激发剂(NaOH和Na2SiO3的混合液)的条件下碱激发预处理后污泥制备污泥稻壳灰基地质聚合物。发现污泥和稻壳灰的比例、碱激发剂模数即碱度以及液固比都对地质聚合物的强度有影响。此地质聚合物对污泥重金属的固结作用很好,不会危害自然环境和人类健康。本试验为污泥和稻壳灰这两种废弃物的应用提供了良好的解决办法,但依然也有一些不足,需要更多研究来使这种方法真正投入使用中。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X703;TU52
【部分图文】：

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文多样化、激发剂的种类及比例、矿物掺合料的多样性等众多原因使得至今尚未形成地聚合反应过程比较成熟的理论，确定对最终地聚合物的各种性能起决定性的因素是什么，也没有能够定量预测地聚合物强度方面的研究[33]。1.3 主要研究内容（1） 本论文技术路线图如图 1-1 所示

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文第 3 章 污泥预处理效果及分析3.1 前言本章利用改性后稻壳灰对污泥进行预处理，从脱水性指标毛细吸水时间（CST）、Zeta 电位和 30min 沉降比（SV）进行分析。由于污泥中有机物和污泥脱水性有较大的关系，对污泥中的总有机碳（TOC）和总氮（TN）进行分析，对预处理后污泥的重金属进行分析，并利用红外光谱分析、激光粒度分析以及 XRD 和SEM 分析来探究对稻壳灰的改性机理，以及对预处理后污泥进行分析。3.2 脱水性分析3.2.1 CST 分析

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文性稻壳灰处理后污泥的脱水性能。同时，稻壳灰分别与四种浓度的氯化铝联合预处理时，当稻壳灰投加到污泥中以后，CST 随着稻壳灰与污泥质量比的增加而增加，因为此时污泥固体含量较大，可能在过滤脱水过程中又阻碍了水分的脱出，从而降低了污泥的脱水性能。也随着氯化铝浓度的增加而增加。当氯化铝浓度为 1mol/L，RHA 含量为干污泥质量的 50%时,CST 达到最小值。对比两组结果可知，500℃稻壳灰处理的污泥毛细吸水时间小于 600℃稻壳灰处理的污泥，且最佳 AlCl3 浓度为1mol/L。Houghton 等[71]发现污泥体系颗粒的大小会影响污泥体系的脱水程度，但原因及程度尚还在探索阶段。虽然 600℃稻壳灰 SiO2 含量较高，但碳含量会随着燃烧温度的增加而下降，稻壳灰比表面积随着燃烧温度的升高而降低，孔容积也降低，因此 500℃稻壳灰处理的污泥脱水性要更佳于 600℃的原因。3.2.2 Zeta 电位分析
【参考文献】

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本文编号：2877561