利用太湖竺山湾底泥制备轻质陶粒试验研究

以太湖竺山湾底泥为研究对象,通过对其主要成分、矿物组成和热性质分析,考察其烧制轻质陶粒的可行性;以膨胀率和表观密度为指标,对烧结温度和烧结时间进行单因素试验,确定较佳的纯底泥烧制轻质陶粒工艺参数,并对所制陶粒微观结构和重金属浸出毒性进行分析。结果表明,竺山湾底泥成分基本满足烧制轻质陶粒要求,在不添加其他任何添加剂的情况下,其较佳的烧制条件为1 110~1 120℃下焙烧5~10 min冷却至室温,可以得到表观密度为0.8~0.9 gcm3,具有较好强度的膨胀轻质陶粒。底泥在烧制陶粒过程中重金属得到很好地固化,陶粒中重金属浸出率很低。     

细河底泥污染特征分析

应用分析技术手段 ,对细河底泥污染状况进行监测、调查 ,从而了解细河底泥污染状况 ,并分析主要污染物的分布特征     

污染底泥与焚烧飞灰混烧陶粒实验研究

为考察疏浚污染底泥与垃圾焚烧灰混合烧制陶粒的可行性,根据陶粒的桶压强度和吸水率等性能确定了原料配比,考察了焙烧温度对陶粒微观形貌、重金属残留率、浸出比例及浓度的影响。结果表明:随着原料中焚烧飞灰比例增加,陶粒的筒压强度降低、吸水率升高,污染底泥与焚烧飞灰的合适配比为4:1,焙烧温度在1 100~1 150℃时陶粒内部微孔聚集,在1 200℃时陶粒出现大量玻璃相,陶粒焙烧温度宜控制在1 150℃左右;在最佳条件下烧制陶粒的筒压强度为4.56 MPa、吸水率为15.3%,堆积密度为735 kg/m3;陶粒中重金属残留率除了Zn外均随焙烧温度升高而下降,重金属浸出比例随着烧结温度的增加而降低,同时渗沥浓度都有一定程度降低,浸出浓度均达到相关标准。烧制的陶粒有作为铺路、堤坝建材骨料使用的潜力。     

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%。     

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。     

污泥与建筑垃圾配合合成沸石基多孔吸附材料

根据湿污泥与建筑垃圾的组成成分和形态特征,将二者结合合成多孔质陶粒,在陶粒基础上通过水热反应使陶粒沸石化,生成功能性吸附材料。沸石化处理的最佳条件为:Na OH浓度4 mol/L,反应温度160℃,反应时间12 h。水热反应产物为八面沸石,是单一晶相的沸石化陶粒。在沸石化陶粒表面八面沸石晶体以柱状晶体堆积形成球形凸起,在孔壁上柱状晶体呈簇状分布。沸石化陶粒比表面积约50 m2/g,较沸石化处理前的污泥-建筑垃圾陶粒提高了近20倍。浸出实验结果显示,沸石化陶粒实现了有害重金属的有效固定,满足危险废物鉴别标准(GB 5085.3-2007)的要求。吸附实验结果表明,沸石化陶粒对Ni2+的吸附等温曲线与Langmuir吸附模型拟合较好,说明吸附过程属于单分子层吸附,其中化学吸附占支配地位。该沸石化陶粒廉价易生产,适合用于环境污染治理。     

不同基质组合对氮磷吸附能力的研究

就地利用菜地改建小型湿地系统可能是实现农村生活污水消纳和资源化利用的一种有效途径,其中菜园土与吸附基质的组合直接关系水体污染物中氮磷的净化效果. 选取沸石、谷壳、活性炭、陶粒和菜园土作为试验基质,使用BET比表面积孔径分析仪、扫描电子显微镜和Ｘ射线衍射仪(EDX)对其进行表征,通过等温吸附试验分别筛选出对氮磷吸附效果较好的沸石和陶粒,设置菜园土∶陶粒∶沸石质量占比基质组合:F1(10∶0∶0)、F2(6∶2∶2)、F3(8∶1∶1)、F4(8∶2∶0)、F5(8∶0∶2)、F6(6∶1∶3)和F7(6∶3∶1). 在低、中、高3种氮磷浓度下,通过吸附动力学试验筛选出去除效果最好的基质组合. 结果表明:①5种单一基质中,活性炭、陶粒的比表面积(35.72、33.23 m2/g)和微孔体积(2.20×10?1、8.25×10?2 cm2/g)均较大;沸石和陶粒表面呈粗糙多孔结构. ②Freundlich和Langmuir等温吸附模型均能较好地拟合5种单一基质对氮磷的吸附,各基质对氮的饱和吸附量表现为沸石(2.00 mg/g)>陶粒(1.47 mg/g)>菜园土(1.17 mg/g)>活性炭(0.99 mg/g)>谷壳(0.21 mg/g),对磷的饱和吸附量表现为陶粒(1.28 mg/g)>活性炭(1.25 mg/g)>沸石(1.16 mg/g)>谷壳(0.80 mg/g)>菜园土(0.50 mg/g). ③7种基质组合对氮磷吸附具有相似的动力学特征,Elovich模型、双常数速率模型和一级反应动力学模型均能较好地模拟基质组合对不同污染负荷条件下氮磷的吸附规律. ④7种基质组合对氮磷的吸附速率均呈现先快后慢的趋势,最终于12~48 h趋于稳定. 研究显示,F2、F4和F7基质组合对氮磷的去除效果均较好,但考虑菜地改造的简易性和可操作性,F4为最佳基质组合,其在3种不同氮磷浓度下对氮、磷的吸附量分别为0.36~0.68和0.10~0.39 mg/g.      

不同改良条件下硫酸铝对滇池污染底泥磷的钝化效果

采用铝酸钠和石灰为pH缓冲剂,并用粘土矿物对硫酸铝进行改良,研究不同硫酸铝剂量下对滇池污染底泥磷钝化的效果.结果表明,钝化剂对底泥磷的钝化效果具有时效性.以质量比Al∶铝酸钠=1∶3加入pH缓冲剂且铝剂量为4.95g·m-2时,只能对底泥中磷起到短期的钝化作用,39d后底泥中磷即大量释放.以质量比Al∶氢氧化钙=1∶4加入pH缓冲剂且铝剂量为19.8g·m-2时,142d内能稳定地保持对DIP、TPT的良好钝化作用,对DIP、TP释放的抑制率分别为88.9%和86 2%.加入适量的粘土矿物改良硫酸铝后可增强其钝化效果,硫酸铝的剂量为4.95g·m-2时,以质量比Al∶粘土矿物=1∶0.5改良硫酸铝,142d内对DIP、TP抑制率分别为61.1%和86.9%所有实验钝化剂方案在30d时Al3 浓度均小于0.05mg·L-1,不会对水生生物造成毒害.     

城市生活污泥与底泥混合堆肥试验研究

以污水处理厂的脱水污泥和太湖贡湖湾底泥的3种不同配比为主要原料的强制通风好氧有机堆肥进行了研究,研究结果表明:不同处理堆的有机肥的温度、含水率、pH值、有机质有一定的差异,3种配比的堆肥产物均可达到腐熟度的要求,以V(污泥)∶V(底泥)为3∶2～4∶1时,效果比较好.     

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。     

城市污水底泥绿色植草砖的试验研究

为了缓解城市污水底泥囤积及对坏境造成的污染,本文利用城市污泥取代部分水泥制作植草砖,研究了污泥掺量对植草砖的强度和耐水性的影响;同时,研究了粉煤灰对植草砖强度的影响;最后,利用植物修复技术对植草砖所含的重金属进行了试验研究。结果表明,城市污水底泥植草砖的强度和耐水性都随着污泥掺量的增大而逐渐降低,其最佳吃泥量为12%左右;城市污水底泥植草砖早期强度随粉煤灰的掺入而降低,但粉煤灰的掺入不会改变污泥对其影响规律。     

废旧干电池制备锰锌铁氧体工艺及磁性能研究

以废旧干电池为原料,通过溶解、除杂、成分调整得到溶液,并采用共沉淀、煅烧方法成功制备出具有优良软磁性能的锰锌铁氧体。采用X-射线衍射仪对相结构进行分析,并采用振动样品磁强计和阻抗分析仪对磁性能进行表征。研究结果表明溶液成分、除杂程度和煅烧温度是影响锰锌铁氧体性能的关键因素。当深度除杂后溶液中的铁∶锰∶锌配比为69∶16∶15时,经1 200℃煅烧4 h可获得单一尖晶结构的锰锌铁氧体,其具有最佳磁性能,饱和磁感应强度为432 m T,磁导率可达8 200,具有优良的软磁性能。     

钙铝黄长石陶粒改性及处理含锰废水效能

以工业固体废弃物造纸白泥和粉煤灰为原料,通过煅烧制备钙铝黄长石陶粒,再经NaOH溶液水热反应法改性,用于含锰废水的吸附处理。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等方法对改性前后的陶粒进行表征,探讨陶粒水热改性机制。检测不同NaOH溶液浓度以及水热反应温度改性后陶粒的静态吸附除锰效能,并与改性前陶粒对比,确定最佳水热改性条件,并探索改性陶粒吸附除锰机理。结果表明:改性后陶粒的主矿物相仍为钙铝黄长石,但部分Ca元素被活化,生成新物相Ca(OH)₂,提高了陶粒本身碱性,继而使锰去除率显著提高,吸附平衡时间明显缩短。4,3 mol/L的NaOH溶液浓度以及160 ℃的水热温度分别为2种陶粒的最佳改性条件;改性后陶粒除锰可以在10~15 min内达到吸附平衡,锰去除率接近100%。吸附过程中,Mn2+与OH-生成白色Mn(OH)₂沉淀,然后被氧化为黑褐色的MnO(OH)₂,最终被陶粒表面均匀吸附,实现了固体废弃物资源化利用,达到以废治废的目的。     

原位掩蔽对底泥汞释放的抑制效果及中试评估

为解决贵州省百花湖底泥中的汞污染问题,研究了原位掩蔽对底泥中汞释放的抑制效果. 选择沸石、高岭土和赤铁矿为掩蔽材料,通过模拟试验,确定原位掩蔽的最佳覆盖厚度为2.0 cm,此时沸石、高岭土和赤铁矿对底泥汞释放的控制率分别为47.1%、64.9%和62.3%,说明最佳掩蔽材料为高岭土. 以高岭土为掩蔽材料的情况下,试验实施7 d后,水体扰动对控制率的影响不足6.7%. 中试区位于百花湖重度污染区,面积约为22 000 m2,采用驳船少量多次撒布高岭土原位掩蔽汞污染底泥,控制覆盖厚度为2.0~3.0 cm,按月连续监测6次. 结果显示,高岭土对汞污染底泥的控制率达到47.1%. 模拟试验及中试效果显示,高岭土原位掩蔽可有效抑制底泥中汞的释放,并且较薄的覆盖厚度可降低工程成本和对湖底生态系统的影响.      

用受污染的江河底泥烧制绿色建材的技术研究

以苏州河底泥为主要原料,配制以工业废料为主的辅助掺合料和专门的外掺剂,通过实验室和生产性中试制得700#粘土陶粒、强度等级为10MPa的烧结多孔砖和多种造型的陶瓷工艺品.对底泥及其制品进行结构分析,对产品的有害成份(特别是重金属和放射性元素)含量进行了严格检验.结果表明,属于安全范围.另外将产品在王水及蒸馏水中浸取,重金属的含量极微,符合国家标准,对人体不会造成危害.由底泥制成的轻骨料混凝土外墙传热系数为1.28W/(m2@K),低于国家对节能建筑的标准要求.由此材料建成的建筑物重量将减轻25%,总造价也相应下降,建筑物热耗指标降低25%～35%,供热系统节能23%,总的能耗降低50%.     

细河污染特征与整治对策的探讨

细河是伴随沈阳市铁西区老工业基地的发展而形成一条排污河流,2002年前污染非常严重,2002年后通过综合整治及仙女河污水处理厂和西部污水处理厂相继建成并投入使用,使大部分细河污水得到处理,但细河的污染问题仍不容乐观,本文通过细河纳污总量的核定、细河源头水的保护与利用、底质的清理与无害化处置、新污染控制与防范等措施使细河水质得到一个可持续的、良好的改善。     

滤料对生物滤池启动及污水处理的影响

该文以农村生活污水为研究对象,设计了一种生物滤池污水处理工艺,选择陶粒、弹性材料和聚丙烯球为滤料,活性污泥辅助挂膜,考察不同滤料的挂膜及污水处理效果。结果表明,陶粒滤料表面附着的生物膜量在28 d进入了稳定期,达26.88 mg/g,而弹性滤料和聚丙烯球分别需32 d和34 d,其膜量为19.62 mg/g和16.78 mg/g,且陶粒生物滤池的COD和NH_4~+-N去除率在第28天趋于稳定,膜生物量最大。陶粒滤料在供试的生活污水中COD去除率可以达到96.3%,出水水质达到国家污水综合排放一级标准;TP去除率达到63.46%,NH_4~+-N去除率达到82.9%,出水水质达到国家污水综合排放二级标准;TN去除率可以达到67.6%,出水水质达到国家污水综合排放一级标准。陶粒滤料在低、中、高污染负荷条件下,均有较好的碳、氮、磷处理效果,中污染负荷时去除率更高,COD、TP、NH_4~+-N和TN去除率达96.9%、64.2%、82.2%和68.9%。在C/N比为5∶1、10∶1、15∶1条件下,陶粒滤料均有较好的碳、氮、磷处理效果,C/N为10∶1时去除率更高,COD、TP、NH_4~+-N和TN的去除率达95.6%、64.7%、81.3%和67.9%;陶粒滤料在8、18、28℃条件下,均有较好的碳、氮、磷处理效果,温度为28℃时去除率更高,COD、TP、NH_4~+-N和TN的去除率达96.1%、63.9%、81.6%和68.5%。     

厌氧条件下深谷型湖泊底泥覆盖效果研究

为有效控制深谷型湖泊内源污染,构建底泥活性覆盖系统,以脱碱赤泥为主料,粉煤灰、黏土和Ca CO3为辅料,制作了不同配比的底泥覆盖材料,并评价其在厌氧条件下对湖泊内源污染物的控制效果。结果表明:底泥覆盖后上覆水体水质总体趋于稳定,DO水平能够得到改善,TP和COD的释放受到抑制,对NH3-N虽有一定控制作用但短期效果不理想;3种材料覆盖后,上覆水体中均低检出或未检出Cu、Pb、Zn、Cr、Cd,Fe、Mn、Ca、Mg的含量也较对照组低,削弱了金属元素的释放迁移;结合底泥内源污染物的控制效果和上覆水体水质的稳定性两方面因素,3种材料中,材料2(配料为赤泥38.9%,黏土14.4%,粉煤灰38.9%,Ca CO37.8%)最适于深谷型湖泊底泥覆盖。该覆盖方法原料获取方便、材料制作简单、经济成本低廉、操作方法简易、污染控制效果优良,可用于深谷型湖泊底泥原位控制。     

氧化亚铁硫杆菌对河口底泥中重金属的淋滤效果

从天津某铁厂附近排污河的酸性底泥中成功分离出氧化亚铁硫杆菌菌株,对其形态特征和DNA序列进行了鉴定。运用生物淋滤技术对河口底泥中重金属进行了淋滤实验研究。结果表明,氧化亚铁硫杆菌能够较快速启动生物淋滤,且接种该菌株进行底泥生物淋滤可有效溶出底泥中重金属。最佳淋滤条件为:Fe SO4·7H2O添加量为7 g/L,氧化亚铁硫杆菌的接种量为15%,硫粉添加量为3 g/L,污泥浓度为10%,温度为30℃和硫粉为3 g/L。在最佳淋滤条件下,底泥中Cu、Zn和Hg的去除率分别达到80.6%、63.9%和82.5%。     

不同合成条件对ZnAl-LDHs覆膜改性生物陶粒除磷效果的影响

采用3种Zn~(2+)/Al~(.+)金属浓度比的ZnCl_2和AlCl_3溶液,在两个不同pH值条件下,利用水热-共沉淀法对生物陶粒基质进行层状双金属氢氧化物(LDHs)覆膜改性.将生成的不同类型ZnAl-LDHs覆膜改性基质与原始生物陶粒基质分别填充于实验柱中,构建模拟垂直流人工湿地小试系统;对改性前后的7种基质进行磷素净化效果、等温吸附实验和解吸附实验研究,通过实验数据结合主成分分析,探讨ZnAl-LDHs覆膜改性生物陶粒除磷效果提升的影响因素.结果表明,pH=11的ZnAl-LDHs改性方式对磷素净化效果具有更为明显的提升功能;其中ZnAl-LDHs(pH=11,1∶1)改性生物陶粒基质相比于原始基质,对TP、TDP、SRP平均去除率的增幅超过70%,其最大理论吸附量达到原始生物陶粒的3倍.合成ZnAl-LDHs时的pH值和Zn~(2+)/Al~(3+)金属浓度比对改性生物陶粒的结构形态与覆膜效果有着不同程度的影响,其中合成时的pH值是ZnAlLDHs覆膜改性生物陶粒除磷效果的主要影响因素.通过合理调控制备ZnAl-LDHs覆膜改性生物陶粒时的pH值及Zn~(2+)/Al~(3+)金属浓度比,可以达到有效提高ZnAl-LDHs覆膜改性生物陶粒除磷效果的目的.