改性城市污泥—煤浆的制备及其成浆机理研究

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1、江苏高校优势学科建设工程资助项目硕士学位论文改性城市污泥-煤浆的制备及其成浆机理研究StudyonthePreparationandSlurryMechanismofModifiedSludge-CWS作者：胡远丰导师：吴国光教授中国矿业大学二〇一五年五月中图分类号TQ536学校代码10290UDC662密级公开中国矿业大学硕士学位论文改性城市污泥-煤浆的制备及其成浆机理研究StudyonthePreparationandSlurryMechanismofModifiedSludge-CWS作者胡远丰导师吴国光申请学位工学硕士培养单位化工学院学科专业化学工程与技术研究方向洁净煤

2、技术答辩委员会主席秦志宏评阅人武建军，刘金盾二○一五年五月论文审阅认定书研究生胡远丰在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢时光荏苒，岁月如梭，转眼间三年的研究生生活即将结束，在此，谨以此文献给所有给予我帮助和关怀的老师、同学、家人和朋友，以表我内心无以言表的感激之情。在导师吴国光教授的悉心指导和关怀下本论文得以顺利完成。从论文的选题到实验的开展，再到整理数据撰写论文，吴

3、老师一直在支持并帮助我。吴老师深厚的学术造诣、严谨的治学态度、朴实的工作作风、真诚热心的待人态度深深地影响着我，是我学习的榜样。吴老师在学术上对我严格要求，生活中却如慈父般对我关怀备至，让我倍感温暖。一日为师，终身为父，纵然岁月会改变我们的容颜，却改变不了我视您如慈父的赤子之心！在此论文完成之际，我谨向导师吴国光教授表示诚挚的谢意和深深的敬意！祝吴老师身体健康，工作顺利！在实验方案的制定及论文的撰写中，孟献梁老师和褚睿智老师给了我很大的帮助；开题时武建军老师、冯莉老师给我提出了许多宝贵的意见和建议，祝各位老师工作顺利！感谢课题组的方强、张留杰、李婷婷等师兄师姐及赵旭、高明强等师

4、弟师妹，感谢同学刘雪景、符雪英、马惠荣、王勇等在实验过程中给予的无私帮助，没有他们的鼎力相助，我的实验不会很好很快的完成，在此表示诚挚的谢意！祝各位学业有成，工作顺利！感谢我的老乡孙秀花，是她在我最迷茫的时候给我指引了方向，是她在我最消极的时候给了我前进的动力，是她默默地给予我帮助却不求回报，让在外求学的我感受到了家的温暖，在此祝福她工作顺利，开开心心每一天！感谢我的父母，这么多年来为了让我顺利完成学业，辛苦劳作，双鬓已斑白，漫漫求学路，正是因为有你们无私的爱和帮助，我才走的坚定而从容，祝愿父母身体健康，平安幸福！感谢母校三年来对我的栽培，毕业以后我将努力工作，积极贡献，以此来

5、感谢母校的恩赐，祝愿母校明天更美好！最后衷心感谢各位专家和老师在百忙之中评阅本文，由于本人才疏学浅，论文难免有谬误之处，望各位专家和老师批评指正，不胜感激！摘要本文选取王楼气煤和徐州国祯水务运营有限公司生产的脱水污泥为研究对象，充分利用污泥中含有的大量水分及其具有的热值，将污泥掺混至水煤浆中制备污泥-煤浆。本文对城市污泥进行碱改性处理后与气煤进行污泥-煤浆的制备，并研究了改性污泥-煤浆的成浆机理。通过对污泥-煤浆与水煤浆的成浆性能对比发现，污泥-煤浆的成浆浓度低，流动性差，但浆体稳定性较好；随着污泥添加量的增加，制得的煤浆由屈服胀塑性流体转变为宾汉塑性流体，成浆浓度急剧下降，当

6、污泥添加比例为5%（污泥干燥基占煤干燥基质量的百分比）时，成浆浓度已经降至54.11%，但浆体稳定性提高。以污泥-煤浆的定粘浓度、节水率、游离腐殖酸产率为考察污泥改性效果指标，研究不同污泥碱改性条件下改性污泥-煤浆的成浆性能，结果表明在以NaOH为改性剂、改性时间1.5h、改性剂用量为污泥干燥基质量的20%的条件下制备的污泥-煤浆的成浆性能最好，所制得的改性污泥-煤浆的成浆浓度、稳定性和流动性均有较大提高。在改性污泥添加比例为5%时，成浆浓度为57.55%，提高了3.44%。改性释放了污泥絮凝体结构中的结合水，起到了很好的节水效果，当改性污泥添加比例为20%时，其节水率高达25

7、.76%。通过分析分散剂在煤和污泥表面的吸附机理及其动力学、改性对污泥表面性质及空间结构的影响、改性前后污泥中水分赋存状态的变化，研究改性污泥-煤浆的成浆机理。结果表明，气煤、污泥和改性污泥对分散剂的吸附符合Langmuir等温吸附模型，吸附常数KL的关系为改性污泥>污泥>气煤，对分散剂的饱和吸附量的大小关系为改性污泥>污泥>气煤。分散剂在气煤、污泥和改性污泥表面的吸附过程符合二级动力学吸附模型，表明其吸附过程主要为化学吸附，吸附速率常数k2的关系为改性污泥>污泥>气煤。改性增强了污泥的电负