城市污泥/磷尾矿陶粒的烧结条件及性能研究

以城市污泥和磷尾矿为原料,选取4个质量混合比(2:1、1:1、1:2、1:3),在不同烧结条件下(5个温度、5个时间)制备陶粒,对陶粒的堆积密度、吸水率、盐酸可溶率进行测定并对原料和部分陶粒进行XRD物相分析.研究结果显示:随着污泥添加比增大,陶粒堆积密度降低,盐酸可溶率(2:1除外)和吸水率升高.污泥:磷尾矿质量比为2:1的陶粒,当烧结温度为1000—1100℃时,其堆积密度小,吸水率较高;1100—1200℃时,陶粒盐酸可溶率降低,且显著低于其他比例.污泥含量的增加有助于提高陶粒物相特征峰的强度和丰富度,优化骨架结构.在配料比2:1、烧结温度1150℃、烧结时间15 min的条件下,制得堆积密度小(434.70 kg??m?3)的轻质陶粒.     

铁尾矿烧制陶粒及其性能的研究

本实验以铁尾矿为原料,粉煤灰、城市污水处理厂剩余污泥为添加剂,进行烧制建筑陶粒的研究。考察了物料配比和烧结工艺(烧结温度和烧结时间)对陶粒性能的影响。以陶粒吸水率和堆积密度为评价指标确定最佳配比和烧结工艺。研究表明铁尾矿、粉煤灰、污泥的最佳配比为:铁尾矿40.3%,粉煤灰44.7%,污泥15%。在最佳烧结工艺下,可以烧制出满足国家标准(GB/T 17431.1-1998)的700级轻粗集料。实验还研究了陶粒在不同浸取条件(水平振荡法、TCLP毒性浸出法)下的重金属浸出性能。结果表明:在两种不同浸出条件下,只有Cu、Zn和Pb能够检出而且其浸出浓度非常低。XRD结果表明,烧结过程中出现了硅酸盐类新物质。     

污泥制陶粒技术可行性分析与烧结机理研究

研究了污泥烧结陶粒轻骨料的建材性能,分析了污泥制陶粒轻骨料的技术可行性和存在的难题,并从烧结过程的结构形态变化和晶体相反应机理角度讨论了可行的解决办法. 结果表明,当烧结温度为1　050 ℃,烧结时间为30 min时,烧结体的内部产生熔融液相导致烧结体收缩致密化,建材性能显著提高,但抗压强度仍达不到建材标准要求. 其主要原因是污泥中的有机物含量较高,烧结过程中有机物的挥发导致烧结体内部产生较大孔隙,使产品开裂. 污泥烧结体中的主要晶体相是石英、钙黄长石、钙镁磷酸盐和磷酸铝,污泥中磷的含量很高,因此,可添加高铝无机材料促进钙镁磷酸盐和磷酸铝高强晶体相的形成,提高烧结体抗压强度,经调质后利用污泥烧结陶粒轻骨料技术可行.      

粉煤灰/工业污泥烧结陶粒的制备与应用

以粉煤灰和工业污水处理站的剩余污泥为主要原材料，采用烧结法研制复合陶粒。分析了不同配方和不同烧结温度对陶粒性能的影响，以陶粒吸水率．容重为评价指标确定最佳配比和最佳烧结温度。提出用陶粒铺设景观水底，治理城市水体．并对其进行了可行性分析。粉煤灰／污泥陶粒的容重为0．79～0．9g／cm^3，吸水率为68．95％-80．01％。陶粒对水中氨氮和总磷吸附容量分别为0．03～0．05mg／g和0．01-0.02mg／g。     

化工污泥基轻质填料的制备研究

以化工污泥焚烧灰渣和粘土为原料,添加自制无机重金属稳定剂S01,经烘干、预热、焙烧等工艺过程,制备了粒径为10~20mm的水处理用填料。通过单因素实验考察了S01添加量、烧结温度、化工污泥焚烧灰渣添加量、烧结时间等工艺条件对填料性能(堆积密度、吸水率)的影响,确定了填料的最佳制备条件:S01无机重金属稳定剂添加量4%,化工污泥焚烧灰渣添加量40%,烧结温度1 150℃,烧结时间10 min。在此条件下,填料的堆积密度为844.1 kg/m3,吸水率为9.27%,重金属浸出浓度远远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)中规定的浓度限值。采用扫描电镜观察了填料表面和内部孔隙特征,发现最佳制备条件下制得的填料表面粗糙多孔,内部具有发达的孔道结构。     

污泥灰对模拟染料废水的吸附研究

以南京市江心洲污水处理厂污泥为原料热解制得污泥灰,并将其用于吸附直接耐酸大红4BS和活性艳红K-2BP模拟染料废水.考察了吸附剂投加量、吸附时间、温度和pH值对吸附效果的影响,并对其吸附动力学特征进行了探讨.结果表明,反应温度、吸附时间和吸附剂投加量对吸附效果有影响,而废水pH变化则不会引起脱色率的较大改变.室温下,4BS和K-2BP的最佳污泥投加量分别为3g·L-1、10g·L-1.4BS在最佳反应条件（反应时间为25min,反应温度为40℃）下,脱色率可达93%;K-2BP在最佳反应条件（反应时间为150min,反应温度为40℃）下,脱色率约为73%.     

净水污泥柠檬酸钠改性焙烧制备陶粒吸附剂及其对废水中氨氮吸附性能的研究

以净水污泥为原料,选用盐酸、氢氧化钾、柠檬酸钠为改性剂,通过研磨-改性-造粒-焙烧等工艺制备改性净水污泥陶粒吸附剂(以下简称改性陶粒吸附剂),测定其对水中氨氮的吸附量,筛选出最佳改性陶粒吸附剂和最佳改性陶粒吸附剂浓度,并在相同条件下制备原净水污泥陶粒吸附剂(简称原泥陶粒吸附剂)作为对比;采用XRD、BET、FTIR、SEM/EDX分析手段对改性陶粒吸附剂和原泥陶粒吸附剂两种吸附剂进行了表征,并通过静态吸附对比实验,探讨了两种吸附剂对废水中氨氮吸附效果的影响因素;对试验数据进行了吸附等温线和吸附动力学模型拟合研究,并探讨了饱和改性陶粒吸附剂对氨氮的解吸和重复再生效果。结果表明:(1)净水污泥的最佳改性条件为采用0.5 mol/L的柠檬酸钠搅拌混合并在65℃水浴温度下浸泡5 h;(2)改性陶粒吸附剂对氨氮的去除效果与原泥陶粒吸附剂相比有显著提高,当溶液最佳pH为7、饱和吸附时间为6 h、吸附剂投加量为20 g/L、氨氮初始浓度为50 mg/L时,改性陶粒吸附剂的最大吸附量为1.938 mg/g,为原泥陶粒吸附剂的2.46倍;(3)吸附等温线和吸附动力学的拟合结果表明,改性陶粒吸附剂和原泥陶粒吸附剂对氨氮的吸附过程均符合Langmuir模型和准二级动力学模型;(4)饱和改性陶粒吸附剂的最佳再生液为0.1 mol/L的NaOH溶液,经过5次解吸再生后,对氨氮的解吸率仅下降6.53%。     

煤矸石－粉煤灰－废石膏烧结陶粒

采用制粒烧结工艺成功地把煤矸石、粉煤灰及废石膏(或烟气脱硫污泥)制备成建筑用轻质陶粒,实现了对上述固体废物的资源化和稳定化。煤矸石等的配料比以及粉状原料的颗粒尺寸分布是在成球盘中制粒的主要影响因素。烧结过程中的影响因素较多,但烧结温度是影响产品质量的主要因素。煤矸石-粉煤灰-废石膏陶粒烧结过程发生在950—1250℃,最佳烧结温度为1200±50℃,制得的陶位坚硬如岩石,容重等级为900,筒压强度为9—15MPa,超过GB2838-81的筒压强度≥6.5MPa的规定。     

煤矸石－粉煤灰－废石膏烧结陶粒

采用制粒烧结工艺成功地把煤矸石、粉煤灰及废石膏（或烟气脱硫污泥）制备成建筑用轻质陶粒，实现了对上述固体废物的资源化和稳定化。煤矸石等的配料比以及粉状原料的颗粒尺寸分布是在成球盘中制粒的主要影响因素。烧结过程中的影响因素较多，但烧结温度是影响产品质量的主要因素。煤矸石－粉煤灰－废石膏陶粒烧结过程发生在９５０—１２５０℃，最佳烧结温度为１２００±５０℃，制得的陶位坚硬如岩石，容重等级为９００，筒压强度为９—１５ＭＰａ，超过ＧＢ２８３８－８１的筒压强度≥６．５ＭＰａ的规定。     

采用热重分析法研究煤掺烧干污泥燃烧特性

利用热重分析法对干污泥和煤及二者混合样的燃烧特性进行了研究.结果表明,在空气介质、升温速率25℃/min、温度范围20~1000℃的情况下,干污泥分别在280℃、480℃出现2个失重峰,煤在500℃时出现1个失重峰.随着干污泥掺烧比增加,混合样失重速率峰值及最大燃烧速率值增大,出现温度提前.一定比例范围的干污泥掺烧可以改善煤的着火性能,有利于煤的稳定燃烧,燃料的可燃烧性指数增加,使燃烧特性改善,该指数介于干污泥和煤单一成分燃烧特性指数之间.     

温度对活性污泥沉降性能与微生物种群结构的影响

为探究运行温度与活性污泥沉降性能之间的关系,采用5个带有自控设备的序批式反应器考察了不同的运行温度(15,20,25,30和35℃)对活性污泥沉降性能及微生物种群结构的影响.结果表明,采用短时进水,由于运行温度对污泥沉降性能的影响远远弱于底物浓度的影响,且系统中的优势丝状菌以Type 0041和Type 0092为主,所以5个系统均未发生污泥膨胀现象;采用长时进水,5个系统均发生了丝状膨胀现象,温度与低底物浓度的相互作用导致污泥的SVI值随运行温度(15~30℃)的增加而升高,而运行温度为35℃时污泥的SVI值要低于30℃的情况.同时不同的运行温度下污泥胞内胞外贮存特性及优势丝状菌的种类差异较大.     

电解锰渣-页岩-粉煤灰烧结砖的研制

针对湖南湘潭竹埠港地区工业废渣的情况,进行了电解锰渣-页岩-粉煤灰体系烧结制砖的研制.确定了配比、烧结温度和保温时间对烧结砖性能的影响,通过SEM、EDS、抗压强度、毒性浸出、DTA和XRD等检测手段,对烧结前后砖体的结构及各项性能进行了检验.结果显示,电解锰渣、页岩和粉煤灰的配比为4:5:1、烧结温度为1000℃'保...     

低温SBR工艺活性污泥代谢特性研究

在(7±1)℃条件下,从污染物的去除效能、生物活性、污泥特性等方面,研究了低温SBR系统中活性污泥的代谢特性.结果表明:低温SBR系统在好氧阶段前40min能够将96%的COD去除,整个运行周期活性污泥对COD的代谢状况良好;由于低温的影响,活性污泥硝化反应过程受到抑制,反硝化过程无法正常进行;低温不是影响SBR反应器中聚磷菌P代谢过程的关键因素,在低温条件下聚磷菌对P的摄取、释放代谢状况良好;活性污泥2,3,5氯化三苯基四氮唑(TTC)和碘硝基四氮唑(INT)电子传递体系(ETS)活性呈现出周期性变化规律,TTC和INT-ETS活性能够有效表征整个运行过程活性污泥的代谢特性;稳定运行的低温SBR系统活性污泥表现出良好的沉降性,MLSS、MLVSS、以及MLVSS/MLSS都高于常温SBR系统.     

TiO2/陶粒光催化降解甲基橙研究

采用溶胶-凝胶法制备了以陶粒为载体的新型、高光催化活性的复合光催化剂TiO2/陶粒,使用XRD、TG-DTA、FT-IR进行表征;以甲基橙为目标降解物,考察了焙烧温度、催化剂投加量、初始pH值等因素对甲基橙去除效果的影响。结果表明:甲基橙初始浓度为100 mg/L时,最佳降解条件是pH=3,焙烧温度700℃,催化剂投加量30 g/L。     

低温热水解对剩余污泥DOM的溶出特征分析

为了研究剩余污泥在低温热处理条件下的理化性质及溶出特征,采用批次试验探究了热处理温度对剩余污泥溶解性有机物（SCOD）、溶解性碳水化合物（SC）、溶解性蛋白质（SP）的溶出变化情况,分析了溶解性有机物质（DOM）荧光组分的平行因子分析模型特征.研究发现,随着热处理温度的升高,SCOD在80℃的破解度增幅最高,在90℃溶出量最大;SC在70℃时溶出率增幅最高,在90℃质量浓度最高;SP在60℃质量浓度最大;挥发性脂肪酸（VFAs）在60℃达到最大含量;液相色谱-有机碳测定仪（LC-OCD）分析表明,溶解性有机碳在90℃分子质量浓度最大,但生物聚合类物质的比例在80℃最高;三维荧光平行因子分析（PARAFAC）显示,剩余污泥热处理后的DOM均包含类蛋白质C1（282,324nm）、代谢类蛋白质C2（310,364nm）、可见腐殖酸C3（278/338/358nm,424nm）、土壤富里酸C4（270/318/354nm,476/524nm）,对于热水解法预处理污泥,类蛋白质在80℃下具有最大荧光强度,代谢类蛋白质在60℃下具有最大荧光强度.在60min条件下,污泥中有机物溶出的最佳温度是80℃.     

低温热水解对剩余污泥DOM的溶出特征分析

为了研究剩余污泥在低温热处理条件下的理化性质及溶出特征，采用批次试验探究了热处理温度对剩余污泥溶解性有机物（SCOD）、溶解性碳水化合物（SC）、溶解性蛋白质（SP）的溶出变化情况，分析了溶解性有机物质（DOM）荧光组分的平行因子分析模型特征.研究发现，随着热处理温度的升高，SCOD在80℃的破解度增幅最高，在90℃溶出量最大；SC在70℃时溶出率增幅最高，在90℃质量浓度最高；SP在60℃质量浓度最大；挥发性脂肪酸（VFAs）在60℃达到最大含量；液相色谱-有机碳测定仪（LC-OCD）分析表明，溶解性有机碳在90℃分子质量浓度最大，但生物聚合类物质的比例在80℃最高；三维荧光平行因子分析（PARAFAC）显示，剩余污泥热处理后的DOM均包含类蛋白质C1（282，324nm）、代谢类蛋白质C2（310，364nm）、可见腐殖酸C3（278/338/358nm，424nm）、土壤富里酸C4（270/318/354nm，476/524nm），对于热水解法预处理污泥，类蛋白质在80℃下具有最大荧光强度，代谢类蛋白质在60℃下具有最大荧光强度.在60min条件下，污泥中有机物溶出的最佳温度是80℃.     

城镇污水污泥低温氧化放热特性的恒温量热分析

针对干化后城镇污水污泥的低温氧化和自加热问题,采用恒温量热分析方法对含水率为10%~70%（干基）的污泥在5个温度（30~70℃）下的低温氧化放热特性进行了实验研究。结果表明:污泥的低温氧化放热主要有3种机制,包括微生物生化氧化、无机成分（Fe/S/O系统）氧化和有机质化学氧化,污泥的低温氧化放热特性是3种机制综合表现的结果,其交叉重叠共同决定了污泥低温下的自加热特性。含水率和环境温度会影响污泥低温氧化放热过程中的各热源贡献并导致主要热源的转变,同时也会影响3种机理各自的放热特性。水分和温度增加都会使污泥的放热增强,即自加热能力变强,从而加大污泥自燃的风险。     

常温高pH条件下与厌氧氨氧化匹配的亚硝化研究

在常温条件下实现了与厌氧氨氧化匹配的亚硝化过程,并考察了高pH对亚硝化的影响效果。试验采用实际生活污水和稳定运行的序批式活性污泥法(SBR)反应器,通过控制温度、p H考察NH+4-N与NO-2-N的对应变化情况。温度为28℃时,亚硝化效果良好,NO-2-N累积率达到93.45%;温度为26℃时,出水NH+4-N/NO-2-N为1∶1.3能够满足后续厌氧氨氧化进水的要求。pH较高时,可以通过中和亚硝化产生的H+以及FA与FNA对硝化细菌的抑制作用实现稳定的亚硝化。     

污泥苯酚的释放特征及其风险评价与控制

在测定不同类型污泥中苯酚含量的基础上,通过模拟试验,研究自然状态和不同干化温度下污泥苯酚的释放特征及其影响因素,同时对污泥释放苯酚进行致癌风险评价,并提出收集与控制措施.结果表明,被测污泥中苯酚的含量范围在0.17～3.22μg/g之间,污泥中苯酚含量呈现出随暴露在空气下时间的增加而降低的趋势;污泥在低温干化时,苯酚释放量较低,主要来源于污泥中原有的苯酚,当污泥在较高温度下干化时,释放的苯酚主要来源于污泥的热解作用;杭州市政污泥在350℃干化时的苯酚释放量,对男、女性暴露人员均存在较高的致癌风险.降低污泥干化温度,控制苯酚的释放与扩散,并通过综合处理措施,可以有效地防治污泥干化过程苯酚污染对人体健康造成的威胁.