城市污水处理厂污泥固化及制备陶粒初探

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1、中文图书分类号：X703.1密级：公开UDC：628.3学校代码：10005工程硕士学位论文M.E.DISSERTATION论文题目：城市污水处理厂污泥固化及制备陶粒初探论文作者：杨珊珊领域：环境工程指导教师：李依丽副教授论文提交日期：2015年6月UDC：628.3学校代码：10005中文图书分类号：X703.1学号：S201205108密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（全日制）题目：城市污水处理厂污泥固化及制备陶粒初探英文题目：SEWAGESLUDGECURINGEXPERIMENTANDPREPARATIONOFCERAMSITE论文作者：杨珊珊学科专业：环境工程研究方向：大气污染

2、控制工程申请学位：工程硕士专业学位指导教师：李依丽副教授所在单位：环境与能源工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：北京工业大学DissertationSubmittedtoBeijingUniversityofTechnologyforMasterDegreeofEngineeringSEWAGESLUDGECURINGEXPERIMENTANDPREPARATIONOFCERAMSITEYANGSHANSHANSupervisedbyAssociateProfessorLIYILIMajorinEnvironmentalScienceandEngineeringBeijingUniv

3、ersityofTechnologyJune2015独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：杨珊珊日期：2015年6月4日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他

4、复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：杨珊珊导师签名：李依丽日期：2015年6月4日摘要摘要本文针对北京市檀州污水处理厂的剩余污泥采用一种固化/稳定化方法，可以在短期内实现污泥的安全处理。同时利用其烧制污泥陶粒，在减量化、无害化的基础上尝试开辟一条新的污泥利用途径。研究采用安徽某厂家的固化剂MC4对脱水污泥进行固化处理，研究发现随着固化剂添加量、养护龄期的增加，固化块的含水率显著降低，养护7天后含水率最低至50%以下。而固化块的pH值则普遍升高，稳定在11左右。加入硫酸铝可以显著改善污泥固化体的pH值，但其对污泥脱水性能影响不大。固化作用虽然可以有效降低污泥的有机质含量，但

5、固化后的污泥低位热值高于2500kJ/kg，具有一定的燃料利用价值。养护7天后固化体抗压强度达到395.8KPa，能够满足《城镇污水处理厂污泥处置——混合填埋用泥质》（GB/T23485-2009）的标准。利用扫描电镜对固化体的表面形貌观察后发现固化剂的添加使固化块颗粒密实性提高，骨架作用提高了固化块的力学性能，并有利于防止重金属浸出。研究采用水泥和MgO为主要骨架，以膨润土、三乙醇胺、硫酸铝作为添加剂对檀州污水处理厂剩余污泥进行自主固化试验。结果表明，随着水泥和MgO掺入量的增加，固化体的增容比和力学强度大幅提高，单独掺入MgO的固化体强度显著提高，增容比保持在1.5以下，远远小于水泥固化体

6、的增容比。当水泥和MgO协同作用时，可以大大降低水泥的用量，有效提高固化体的力学强度的同时减少固化体占地面积，使得污泥处理处置成本下降。研究通过污泥陶粒原料配比试验，优选出污泥烧制陶粒的最佳方案为污泥35%，白土30%，炉渣25%，玻璃粉10%。并确定了制备污泥陶粒的最优工艺参数为预热温度450℃，预热时间15min，烧结温度1125℃，烧结时间30min。在最优烧制条件下进行陶粒抗压强度最高达到4.2MPa，1h吸水率14.4%，表观密度1.46g/cm3，堆积密度0.39g/cm3。试验通过考察工艺参数及污泥掺入量对污泥陶粒性能的影响，揭示了污泥制备烧胀陶粒的作用机理。利用SEM分析陶粒表

7、面形貌及内部气孔结构表明：烧结温度过高，使陶粒表面气孔多且互为联通，导致陶粒结构松散，陶粒吸水率变高；污泥掺入量增加，陶粒表面气孔较少且不能形成玻璃相包裹在陶粒表面，导致陶粒吸水率增加，抗压强度降低。关键词：污泥；固化；污泥陶粒；影响因素IAbstractAbstractInthispaper,asolidification/stabilizationmethod,whichcansafelydi