利用污泥制备劈离砖工艺技术研究硕士学位论文硕士学位论文

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1、硕士专业学位论文利用污泥制备劈离砖工艺技术研究摘要城市污水厂污泥（简称污泥）是污水处理厂排放的一种固体废弃物，含有大量水分（95~99%）、毒害性有机物、致病生物、无机矿物和重金属等，具有产量大、不稳定、易腐败、有毒有害、有恶臭、难处理等特点，对生态环境和人类健康具有长期潜在的危害性。污泥的资源化利用是现阶段污泥处理与处置的主要研究方向，其中比较成熟的技术有土地利用、焚烧、热解以及制备建筑材料等。然而这些现存技术普遍存在着污泥干燥成本高、产品质量难以达标、产品附加值低等缺点和不足。劈离砖作为一种中高档类的建筑

2、装饰用瓷质砖，其原料来源广泛、制备工艺简单、生产成本低，具有很强的实用性和潜在市场竞争力。目前，劈离砖在消纳和利用各种低质原料和固体废弃物方面的优势与潜力日益凸显，相关领域的研究与应用成果日趋成熟。本文提出了利用污泥制备劈离砖的工艺技术，即：将污泥作为劈离砖的主要原料经过配料、湿法球磨、压滤脱水、真空练泥、陈腐、挤压成型、干燥以及烧成等工艺工序制备劈离砖。实验依据传统劈离砖的制备配方设计了不同污泥掺量的系列配方，并通过对各混合料球磨浆料的压滤性能测试、泥段的加工性能测试以及生坯等的干燥性能和烧成性能等实验遴选

3、出了最佳配方（污泥掺量最高的可行配方），并在此基础上进行了详细的中火保温和高温烧结实验。最后，实验对由最佳配方在最佳工艺条件下制备的样品进行了物理化学性能测试及表征。实验结果显示，本实验工艺中的最佳污泥劈离砖配方为污泥掺量高达60%、英山长石掺量为20.63%、石英砂掺量为5.2%、高岭土掺量为14.14%的配方。其混合料经醋酸改性后具有良好的压滤性能，且其泥段的加工性能和湿生坯的干燥性能较好，其最佳的实验室烧成工艺制度为：700℃中火保温10min，1200℃高温煅烧15min。由最佳配方在最佳工艺条件下制

4、备的样品吸水率为1.03%，断裂模数24.8MPa，均能满足国际标准“ISO13006:1998”对AI级劈离砖的要求。XRD分析测试表明样品以石英为主晶相，另含莫来石和钠长石；SEM图片显示样品为多孔结构；重金属固化测试表明样品重金属固化效果较好，重金属浸出量远低于标准“U.S.CodeofFederalRegulation(40CFR261.24)”中的相应要求。本论文直接取用污泥制备劈离砖，无需干燥预处理，同时烧成时生坯中的大量有机物可作为砖坯内燃料，能够节省大量能耗。污泥劈离砖属于陶瓷类产品，对重金属

5、具有很好的固化效应。本产品具有较高的市场附加值，工业生产时可以获得较高的经济效益。综上所述，该技术切实可行有望成为各大城市决策污泥处理处置技术的优选方案，具有较佳的成果应用和产业化前景。关键词：废物资源化建筑材料陶瓷劈离砖污泥Direct-utilizationofSewageSludgetoPrepareSplitTilesABSTRACTMunicipalsewagesludge(MSS)isakindofsolidwastedischargedbydomesticwastewatertreatmentp

6、lants,andcontainsagreatamountofpollutantssuchasorganiccontaminants,heavymetals,pathogenicmicroorganismsandsoon,whicheasilyleadtoserioussecondaryenvironmentalpollutions.Therefore,muchattentionhasbeenpaidtothepollutioncontrolsofMSSworldwide,duetothegrowingsoc

7、ialandenvironmentalpressure.Moreover,itismoresignificanttodeveloptherecyclingtechnologiesofMSSwhilesolvingitsenvironmentalpollutions.Quantitiesofinvestigationsinthisfieldhavebeencarriedout,andthemaintechnologiesincludecomposting,anaerobicdigestion,combustio

8、n,thermolysis,producingbuildingmaterials,andsoon.However,theseas-resultresolutionsarestillhinderedconsideringsuchproblemsashighcostofdryingpretreatmentofMSS,lowqualityandpriceoftheas-receivedtargetprod