典型污泥类废物水泥窑协同处置技术研究
本文关键词:典型污泥类废物水泥窑协同处置技术研究
【摘要】:污泥组成复杂、性质各异且产生量逐年增加。传统污泥处理处置工艺(填埋、焚烧和土地利用等)存在占地面积大、二次污染隐患和处理量小等不足而难以可持续发展。而水泥窑废物协同处置工艺因具有废物处理量大、减容率高、无害化彻底等优势日益受到重视,是未来固体废物处理的发展趋势。污泥对于水泥窑协同处置技术而言,既是需要处理的废物,也是可二次利用的资源。因此,本文3类典型污泥展开水泥窑协同处置技术的可行性研究。首先,选择城市污水厂污泥作为研究对象,开展替代原料型污泥水泥窑协同处置技术研究。通过对城市污水厂污泥最大掺入量的探索和掺入方式的对比研究发现,污泥掺入方式及掺入量(15%)对生料的易烧性无显著影响,但对水泥产品质量有显著影响。污泥内掺方式最高掺入比可达30%,而外掺最多达15%,产品的长期(28 d)抗压抗折强度达到了《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)中(P.O)42.5质量标准。过低的早期(3 d)强度成为提高城市污水厂污泥掺比的限制因素。掺有城市污水厂污泥的所有水泥产品重金属浸出浓度均在相应标准(GB 30760-2014)的限值范围内。其次,选择含油污泥作为研究对象,开展替代燃料型污泥水泥窑协同处置技术研究。通过对所得水泥产品质量的研究发现,含油污泥的掺入方式和掺入量(14%)对水泥生料的易烧性均无显著影响。熟料中f-CaO的含量随着煅烧温度的升高而降低。同时,含油污泥的掺入(14%)对水泥产品的质量无显著影响,仅会延长水泥的初凝时间,但所有指标仍在标准范围(GB175-2007)内,水泥产品可达到P.O 42.5质量标准且节能潜力巨大。从尾气VOCs排放角度考虑,含油污泥优选在高温段添加。最后,选择制革污泥作为重金属污泥代表,开展重金属类污泥的水泥窑协同处置技术研究。制革污泥的掺入量(0.7%)及投加位点的不同(低、中、高温段)对水泥产品的质量无显著影响,水泥产品各项质量指标均能满足《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)中P.O 42.5的质量标准。水泥熟料对重金属的固化效果与重金属本身的熔沸点有密切关系,熔沸点较高的重金属(Cr、Cu)固化率在90%以上,且与投加位点相关性不显著;熔沸点低的重金属(Pb)固化率在50%以下,且投加点温度越高,其固化率越低。当制革污泥掺比大于0.5%时,采用投加位点三(高温段)所得的水泥产品存在重金属铬浸出超标风险(GB/T 30810-2014条件下)。
【关键词】:污泥 水泥窑 重金属 协同处置 浸出 热值
【学位授予单位】:浙江工商大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:X703;TQ172.6
【目录】:
- 摘要3-5
- abstract5-10
- 第1章 绪论10-21
- 1.1 污泥的分类、危害以及处理技术10-13
- 1.1.1 污泥的分类10
- 1.1.2 污泥的危害10-11
- 1.1.3 污泥的处理技术11-13
- 1.2 水泥窑协同处置技术13-18
- 1.2.1 水泥的生产过程、现状及水泥窑协同处置技术的优势14-15
- 1.2.2 水泥窑协同处置技术的研究现状15-18
- 1.3 本课题的研究内容和意义18-21
- 1.3.1 研究内容及技术路线图18-20
- 1.3.2 研究意义20-21
- 第2章 城市污水厂污泥作为替代原料的水泥窑协同处置技术研究21-38
- 2.1 前言21
- 2.2 材料与方法21-28
- 2.2.1 实验材料21-22
- 2.2.2 实验方法22-23
- 2.2.3 测定方法23-28
- 2.2.4 数据处理28
- 2.3 结果与讨论28-37
- 2.3.1 城市污水厂污泥的理化特性28-29
- 2.3.2 污泥掺入方式及掺入量对生料易烧性的影响29-30
- 2.3.3 污泥掺入方式及掺入量对水泥产品质量的影响30-36
- 2.3.4 水泥产品的重金属浸出毒性36-37
- 2.4 小结37-38
- 第3章 含油污泥作为替代燃料的水泥窑协同处置技术研究38-51
- 3.1 前言38
- 3.2 材料与方法38-41
- 3.2.1 实验材料38-39
- 3.2.2 实验方法39-40
- 3.2.3 测定方法40-41
- 3.2.4 数据处理41
- 3.3 结果与讨论41-50
- 3.3.1 含油污泥的理化特性41-42
- 3.3.2 含油污泥对生料易烧性的影响42-43
- 3.3.3 含油污泥对协同处置所得产品质量的影响43-47
- 3.3.4 协同混烧含油污泥过程中烟气VOCs产生情况47-49
- 3.3.5 含油污泥作为替代燃料的节能潜力分析49-50
- 3.4 小结50-51
- 第4章 制革污泥水泥窑协同处置技术研究51-67
- 4.1 前言51
- 4.2 材料与方法51-55
- 4.2.1 实验材料51-53
- 4.2.2 实验方法53-55
- 4.2.3 测定方法55
- 4.2.4 数据处理55
- 4.3 结果与讨论55-65
- 4.3.1 制革污泥的理化特性55-56
- 4.3.2 制革污泥对生料易烧性的影响56-57
- 4.3.3 制革污泥不同投加位点对水泥产品的质量影响57-60
- 4.3.4 制革污泥不同投加位点对铬等重金属的固化率影响比较60-63
- 4.3.5 水泥胶砂样品的浸出毒性试验(TCLP和GB/T 30810-2014)63-65
- 4.4 小结65-67
- 第5章 结论与展望67-69
- 5.1 结论67-68
- 5.2 创新点68
- 5.3 展望68-69
- 参考文献69-74
- 攻读硕士学位期间的研究成果74-75
- 致谢75-76
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