化工剩余污泥烧结填料的试验研究

以化工剩余污泥、粘土、重油为原料,经烘干、预热、焙烧等工艺过程,制备了粒径为3～6mm的水处理用填料。采用单因素考察了原料配比、预热时间、预热温度及烧结温度等试验条件对填料性能参数的影响,确立了最佳工艺参数:污泥灰渣、污泥、粘土、重油比例为5∶3∶1∶1、预热时间20 min、预热温度300℃、烧结温度1 050℃。在此条件下,填料的堆积密度为448 kg/m3,吸水率为54.2%,表观密度为517 kg/m3,比表面积为29.247 m2/g,并采用扫描电镜观察了填料表面和内部孔隙特征。     

含油污泥的热解及尾渣制陶粒工艺研究

对长庆油田落地油泥热解和尾渣制陶粒工艺进行研究，以尾渣含油率为评价指标，考察了进料速率、热解终温和热解时间对尾渣含油率的影响，优选出最佳的热解工艺参数，并对尾渣的性能及制陶粒工艺进行了研究。结果表明，当进料速率为7.0 t/h、热解终温和热解时间分别为550℃和2.5 h时，热解尾渣的含油率可降至0.3%以下，且污染物含量均满足GB 4284—2018要求；在尾渣与黏土的质量比为7∶3、预热温度为500℃、预热时间为40 min、烧结温度为1 050℃、烧结时间为30 min、升温速度为20℃/min的条件下，制备的陶粒性能符合GB/T 17431.1—2010要求。此技术达到了含油污泥无害化处理和资源化利用的目的。     

煤矸石造孔制备提钒尾渣基陶粒及其性能研究北大核心CSCD

为替代生产陶粒的天然原料,减少化学造孔剂的使用,解决提钒尾渣高排放、低利用的问题,以工业固废钒尾渣为主要原料,探索性地采用煤矸石为造孔剂及校正原料,纸浆废液为结合剂制备钒渣基陶粒。以单颗粒抗压强度、表观密度和吸水率为检测指标,综合考察原料配比对陶粒性能的影响,得出煤矸石与钒尾渣的最佳质量配比为20∶80。结合TG分析原料在高温下的热行为,以优化预热制度并探讨其对陶粒烧胀的作用机理;利用XRD和SEM表征样品的矿物相和微观形貌。结果表明:800℃预热20 min,烧结温度1170℃保温15 min,制备的陶粒综合性能最优,单颗粒抗压强度达到5.42 MPa,显气孔率为33.71%;预热温度通过改变高温体系熔融液相的黏度控制气体生成量及气孔尺寸,预热时间则通过改变液相生成量作用于基体强度。XRD及SEM结果表明:原料经预热烧结,促进透长石、水钙沸石等新矿物相的生成以增加基体的强度;陶粒断面上均匀分布有大量尺寸不等的孔洞。     

污泥、底泥与粉煤灰烧结陶粒的工艺研究

研究了污泥、底泥与粉煤灰烧结陶粒的配方、预热温度、物料含水率对陶粒比表面积、抗压强度、吸水率和表观密度的影响,同时对影响陶粒烧结的主要工艺进行正交试验研究.结果表明,原料配方对陶粒主要性能影响无明显规律;充分预热有利于提高陶粒强度,而不充分预热可以提高陶粒孔隙,降低陶粒密度;坯料含水率的提高会导致陶粒结构松散,降低陶粒抗压强度,增加吸水率.另外,烧结温度对于制备滤料和骨料都是最重要的影响因素.对于制备滤料,污泥添加量对陶粒比表面积的影响不确定,需要根据实际情况确定,而提高升温速率有利于提高陶粒比表面积;对于制备骨料,坯料中污泥质量分数宜在30％～35％.     

给水厂污泥制高强陶粒技术研究

对天津凌庄自来水厂的污泥成分进行了分析,在此基础上根据焙烧陶粒的原理,设计了以给水厂污泥为原料焙烧陶粒的工艺流程。通过实验,研究了其工艺过程中的影响因素并确定了工艺参数。对性能良好的陶粒进行了性能检验,认为以给水厂污泥为原料烧制陶粒的处置方法可行,并能带来一定的经济效益、社会效益和环境效益。得到的产品符合国标中高强陶粒的要求,可广泛应用于建筑行业中的承重结构。     

粉煤灰陶粒的制备及处理模拟印染废水的研究

以粉煤灰、脱水污泥、粘土及石膏为原料研制粉煤灰陶粒,并与市售陶瓷陶粒对模拟印染废水进行试验,研究了不同COD、pH、温度、反应时间对处理效果的影响。结果表明,处理印染废水的最佳运行条件为:pH=7、温度为40℃、反应时间为5 h。比较发现粉煤灰陶粒处理能力优于陶瓷陶粒。     

净水污泥对水中氨氮的吸附效能研究

采用自来水厂产生的废弃物——净水污泥制备吸附剂,研究了吸附剂制备条件及改性方法对氨氮去除效果的影响。通过EDX、XRD、FTIR、SEM和BET分析可知,净水污泥富含金属元素,表面粗糙,比表面积较大。正交试验结果表明,当焙烧温度为500℃、焙烧时间为3 h、净水污泥吸附剂的粒径为125~150μm时,净水污泥吸附剂对模拟废水中氨氮的去除效果最佳。分别采用酸、碱、盐对净水污泥进行改性,发现经3种物质改性的净水污泥吸附剂对氨氮的去除效果均优于未改性净水污泥,且碱改性净水污泥的去除效果最优,对氨氮的吸附量是未改性净水污泥的2.13倍。分别将吸附试验数据与Langmuir方程和Freundlich方程拟合,得出净水污泥对氨氮的吸附符合Langmuir方程。     

松针炭载铈材料对罗丹明B的吸附性能研究

在氮气氛围下热解制备松针炭,采用浸渍法将硝酸铈负载到松针炭上,在300℃氛围中焙烧2 h,制得铈改性松针炭。用罗丹明B溶液模拟染料废水,分别研究松针炭和铈改性松针炭对罗丹明B的吸附效果。实验表明:加热温度为300℃、升温速率为10℃/min、加热时间为2 h时,制备的松针炭对罗丹明B的去除率为68.8%;浸渍浓度为0.02 mol/L、焙烧温度为300℃时制备的Ce/PC复合材料对罗丹明B的去除率为81.6%。松针炭经铈改性后,吸附性能大幅提高。     

镧掺杂的铁基中温脱硫剂制备及脱硫性能研究北大核心CSCD

以某电厂废弃物粉煤灰为载体,采用共沉淀法制备了镧掺杂的铁基复合高效脱硫剂,测定了其比表面积、密度、产率,探讨了其脱除硫化氢的多次硫容和再生次数,以及脱硫前后的XRD、SEM结构表征,研究了中温状态下载体添加量、镧铁不同物质的量配比、焙烧温度、焙烧时间及硫化温度对脱硫剂性能的影响。结果表明,载体粉煤灰添加量为脱硫剂总质量的20%、镧铁(La/Fe)物质的量比为1%、焙烧温度为500℃、焙烧时间为4 h、硫化温度为400℃时脱硫剂的脱硫效果较好。     

CuO-碱金属负载型催化剂对烟气脱硫性能的影响

为了提高脱硫效率,以活性炭为载体,选用不同的金属硝酸盐作为浸渍液,采用等体积浸渍法制备双金属氧化物负载型催化剂。对AC、CuO/AC和CuO-碱金属/AC的脱硫活性进行了对比,并且研究了不同的焙烧温度、负载量以及焙烧时间对催化剂脱硫性能的影响。实验结果表明,CuO/AC和CuO-碱金属/AC的脱硫活性明显高于AC;催化剂的脱硫率随着负载量和焙烧温度的增加呈现先增高后降低的趋势,而随着焙烧时间的增加却呈现逐渐降低的趋势;CuO/AC催化剂的最优负载量为9%、焙烧温度400℃和焙烧时间3h,CuO-碱金属/AC催化剂的最优负载量为6%、焙烧温度400℃和焙烧时间3h。     

EM菌原位污泥减量及其对污泥产率的影响

活性污泥法产生的剩余污泥处理困难且易造成二次污染,本研究通过外加effective microorganisms(EM)菌剂丰富污泥中微生物种群,延长微生物种群食物链,达到降低污泥产率的目的。实验主要研究了菌液投加量、操作温度等参数对活性污泥工艺中的污泥产率的影响,确定最佳操作条件为:菌液与污水比例为0.005%;最佳温度是30℃;停留时间根据工艺过程在6~18 h范围内选择。通过污泥增殖实验和内源代谢实验确定了微生物生长动力学参数:外加EM菌组污泥衰减系数为0.005 4,真实生长比率为0.356 8;未加EM菌的空白对照组衰减系数为0.004 7,真实生长比率为0.426 6,结果表明外加EM菌可增大污泥系统的内源代谢速率,有效降低污泥产率。     

海底埋地热油管道泄漏扩散的数值模拟

采用有限容积法建立海底饱和含水淤泥多孔介质的流固耦合传热模型。利用FLUENT软件数值模拟了海底埋地输油管道输送过程中海泥温度场变化及原油在海泥中的分布规律。分析了原油泄漏后在海水中的分布规律。对泄漏后海泥温度场的模拟表明:管道泄漏后,一定时间内管道周围海泥温度波动比较剧烈,由于受海底温度的影响,泄漏前锋原油温降较快,热影响区范围变化逐渐趋于平稳。且随泄漏位置的不同,海泥温度场变化及海泥原油分布差异较大。当原油从海底海泥介质中到达海水底层后,在海水浮力的作用下流向海面,流动过程受到海水流动速度海平面风速等因素的影响。为以温度传输为基础的海底埋地管道泄漏检测提供了一定的理论基础。     

Fenton氧化法处理焦化废水的影响因素研究

采用Fenton试剂氧化法处理某钢铁厂焦化废水,对影响Fenton试剂处理焦化废水效果的因素进行分析,包括H_2O_2投加量、n[Fe~(2+)]∶m[H_2O_2]、p H值、反应温度、反应时间等。结果表明,对于该焦化废水最佳反应条件为:H_2O_2投加量50 m L/L(即每升水样投加量为50 m L),n[Fe~(2+)]∶m[H_2O_2]=1∶10,p H=3,反应温度为30℃,反应时间30 min,废水COD去除率可达到70%~79%。该研究为高浓度难降解废水处理提供了数据支持。     

酸去除剩余活性污泥重金属效果及农用安全性

污水处理厂剩余污泥中的重金属是污泥农用的潜在危害之一,因此如何有效去除污泥中的重金属以保证其农用安全性是当前迫切需要解决的问题。采集污水处理厂二沉池的活性污泥,比较不同物质的量比的盐酸和硝酸(1∶2、1∶1、2∶1)浸取污泥中重金属Pb、Zn、Cd、Cu和Mn的效果,采用Tessier连续提取方法定时检测污泥重金属相态分布,分析混合酸对污泥EPS结构和质量比的影响,并检验了处理后污泥对菠菜生长及重金属富集的影响。结果表明:1)盐酸/硝酸物质的量比为2∶1时效果最佳,重金属浸出率从高到低依次为Pb、Zn、Cd、Mn、Cu;2) Pb的可交换态和碳酸盐结合态比例最高,Cu的残渣态比例最大,可交换态、碳酸盐结合态和FeMn氧化物结合态比例越大,重金属的浸出率越高;3)酸浸试验期间EPS总量减少,黏液层和LB-EPS层易脱落;最后盆栽试验表明处理后污泥中重金属的潜在迁移性风险大大减弱,且污泥对菠菜生长有明显的促进作用。因此混合酸处理后污泥可以安全用于农业种植,且污泥与土壤干重比为1∶1时效果最佳。     

影响酸法提取煤矸石中氧化铝主要因素的试验研究

对煤矸石中有用元素的提取,是煤矸石深度利用开发的一个方向。从山西柳林煤矸石入手分析其组成与结构,采用X射线衍射来分析不同煅烧温度下煤矸石的晶型变化。研究了煤矸石在硫酸介质中氧化铝浸出的影响因素,较好的工艺条件如下:煤矸石活化温度为750℃,酸浸温度为100℃,酸浸时间为4 h,酸矸比为1.1∶1,固液比为1∶3。在此条件下Al2O3的浸出率可以达到85.2%。     

黄孢原毛平革菌在城市剩余污泥中的培养条件优化研究

城市剩余污泥中含有一定的营养物质,可作为微生物的培养基。以黄孢原毛平革菌为对象,从剩余污泥和马铃薯葡萄糖液体培养基(PDL)配比、接种量、摇床转速、培养温度和时间等方面进行试验研究。结果表明:在100mL培养体系中含30g剩余污泥、40mLPDL或3g葡萄糖(pH=6.5),接种1 mL含107mL-1黄孢原毛平革菌的孢子悬液,温度为28℃,转速为150 r/min,培养84 h,得到黄孢原毛平革菌生物量可达3.3 g,剩余活性污泥的生物学转化率为30%~50%。城市剩余污泥可以作为黄孢原毛平革菌生长的培养基,从而实现污泥的无害化和资源化的最终目标。     

不同组成木质陶瓷对去除城市生活污水二级出水中有机物及氮磷的研究

以小麦秸秆、凹凸棒石、针铁矿为原料,以酚醛树脂为黏结剂,通过复合、热压、烧结等工艺过程制备出不同成分的木质陶瓷,并利用该系列木质陶瓷对城市二级出水中的有机物及氮磷进行吸附实验研究。结果表明,900℃下的木质陶瓷[m(麦秸)∶m(凹凸棒石)∶m(针铁矿)=1∶1∶1]COD及NH_3-N的吸附效果最佳,2 h可达吸附平衡,投加量为8 g/L时COD去除率达66.48%,投加量为6 g/L时氨氮去除率为69.72%,且酸性条件不利于COD的吸附,NH_3-N的最佳吸附p H范围是2~11。800℃下的木质陶瓷[(麦秸)∶m(凹凸棒石)∶m(针铁矿)=1∶2∶0]P的吸附效果最佳,15 min可达吸附平衡,投加量为6 g/L时总P去除率可达99.69%,p H值、转速、温度对吸附磷影响不大。     

ZnO纳米材料的制备及其光催化性能研究

采用有机液相合成法合成ZnO纳米材料,分析了制备ZnO纳米材料的机理,研究了配比、煅烧、煅烧温度等因素对制备的ZnO纳米材料光催化降解染料废水的影响。通过TEM,XRD,XPS等手段对其成分、形貌及晶体结构进行表征。实验结果显示,制备的ZnO纳米材料煅烧前粒径为5.9 nm,煅烧后粒径为37.1 nm,煅烧可以提高其光催化性能,最佳原料配比为5∶1,最佳煅烧温度为500℃。     

复掺轻骨料纤维喷射混凝土力学及导热性能试验研究*

为有效隔绝高地温公路隧道、深部高温巷道施工过程中的围岩散热,利用正交试验方法,以不同复合陶粒、陶砂掺量、聚丙烯纤维为影响因素,设计出1种隔热效应的轻骨料纤维喷射混凝土（Lightweight Aggregate Fiber Shotcrete,LAFS）,进行含水率、抗压、劈裂抗拉及导热性能试验,并借助X射线衍射、扫描电镜对LAFS进行机理分析。结果表明:3种因素对LAFS力学及导热性能的影响程度均为陶粒掺量>陶砂掺量>聚丙烯纤维掺量,本试验条件下,复合双掺陶粒、陶砂分别取代石子、砂子的最佳体积率为12%,6%,聚丙烯纤维的最佳掺量范围为0.2%~0.3%。建立的LAFS各性能预测模型可为工程应用LAFS确定其配比时提供试验依据。     

蒽酮比色测定污泥中糖原的预处理研究

污泥中糖原含量对系统脱氮除磷的效果具有显著影响。本研究采用蒽酮比色法测定污泥中糖原含量,探讨预处理过程中超声频率、超声时间、盐酸浓度3因素对其含量的影响,确定最优测定方法。研究表明,超声频率为550W,超声时间为40min,盐酸浓度为1.2 mol/L时,所测污泥中的总糖所占质量分数最高,为5.59%。采用蒽酮比色法测定污泥中糖原含量具有设备简便、误差小、灵敏度高等优点。