太湖淤泥和自来水厂污泥混合制砖研究

以太湖淤泥和自来水厂污泥为原料进行烧结砖的制备研究,干原料经混合加湿搅拌,制成4 cm×4cm×4cm的砖体试样,干燥后放入马弗炉中焙烧;测试了砖坯的含水率、干燥收缩,烧结砖的烧失量、烧成收缩、表观密度、吸水率和抗压强度,并利用XRD和SEM分别测试了烧结砖的矿物成分,和微观形貌特征。研究结果表明,减少淤泥含量导致砖的密度和抗压强度降低,烧失量、烧成收缩率和吸水率上升;淤泥掺量减少到60%,成型含水率为23%,经950℃高温煅烧后,所得砖体质量较好,强度满足MU10等级。     

太湖淤泥烧结砖的制备及其性能

以太湖淤泥和粉煤灰为原料,干燥后混合加湿搅拌,压制成40 mm×40 mm×40 mm的试样,经干燥后放入电阻炉中焙烧,测试分析了不同粉煤灰掺量和焙烧温度下淤泥烧结砖的吸水率、抗压强度、腐蚀性及重金属浸出等性能。结果表明:增加粉煤灰掺量,砖体吸水率增大,抗压强度降低;当粉煤灰掺量30%、烧结温度950℃时,淤泥烧结砖强度可达到13.6 MPa,满足国家承重墙(MU10)使用标准。砖体浸出液微偏碱性,但不具有腐蚀性,高温焙烧可使淤泥中重金属得到有效固化。     

烧结砖生产中氟的逸出及钙基废渣固氟特性研究

砖坯烧制过程中，氟逸出的初始温度约为600℃，大部分氟在约800℃至砖坯发生明显烧结的温度内逸出，以CaO含量高的粘土原料制砖，氟逸出量相对较少。在此基础上，提出在制砖原料中添加适量钙基废渣抑制氟的逸出，并进行了详细的实验室和工业性试验；结果表明，在适宜添加量下，存氟率由约25％增至70％以下，且不影响砖制品质量。     

砖坯烧制过程中氟逸出特性研究

采用杭嘉湖地区的2种典型制砖粘土及富石灰的紫红壤为原料,通过实验室模拟试验和砖瓦厂现场测定研究了制砖中氟的逸出特性。结果表明：氟在粘土矿物发生脱羟基作用时开始逸出,温度约为600℃,主要逸出发生在约800℃至砖坯发生明显烧结时的范围内,砖瓦窑内存在可使氟逸出量减少的氟循环现象;制砖粘土性质及工艺对氟逸出存在较大影响,CaO含量高的粘土氟逸出量明显较少;中适量钙基物料、烧结料及改进制砖工艺可抑制氟的逸出。     

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...     

采用污水厂污泥制陶粒的烧结工艺及配方研究

对污水厂污泥“干化-烧结”制陶粒的烧结工艺和物料配方进行了研究,分析了不同烧结工艺条件对陶粒产品强度、吸水率和密度等性能指标的影响.结果表明,烧结温度对陶粒性能影响最大,而由于污泥本身熔点低,具有助熔作用,适宜的烧结温度与配方中污泥掺加量密切相关.最佳污泥烧制陶粒工艺条件为,污泥最大掺加量80%,350℃预热20min,1060℃烧结15min.     

热压烧结法制备新型玻璃透水砖及性能分析

针对现有透水砖在性能和工艺方面存在的问题,以铅锌尾矿为主要原料的新型玻璃透水砖进行了研究。采用二次烧结法,先将铅锌尾矿等原料熔制成基础玻璃,再将基础玻璃在不同温度和不同荷载条件下进行烧结,得到玻璃透水砖试样,并对试样的抗压强度、抗折强度、透水系数进行测试分析,结果表明:当烧结温度为680 ℃、荷载为0.82 kN/m2时,试样各项性能较为理想。此时试样的抗压强度为1.90 MPa,抗折强度为2.60 MPa,透水系数为0.6 cm/s。采用热压烧结法可以制备出具有良好透水性能和力学性能的铅锌尾矿基础玻璃透水砖,为铅锌尾矿综合利用提供了1条有效途径,具有较好的应用前景。     

非烧结磷石膏砖的制备研究

以磷石膏为主要原料,辅以粉煤灰、生石灰、河砂等制备非烧结磷石膏砖,探索较优的物料配比及操作条件;设定操作条件为砖坯成型压力20 MPa、105℃下干燥12 h,通过120℃,0.105 MPa的蒸汽养护4 h;最优物料配比为m(磷石膏量)∶m(粉煤灰量)∶m(河砂量)∶m(生石灰量)∶m(成型水量)=1∶0.5∶0.2∶0.15∶0.25。制品强度可达MU10级;制品无浸出毒性风险。     

循环流化床锅炉粉煤灰制砖的应用研究

针对循环流化床锅炉的粉煤灰不能做国内现有的制砖工艺的原料，而反目前也没有其他综合利用的途径，只能建灰场贮存，既占用了大量的土地，又制约了电厂的发展的现状。我们利用河北省某电厂拟引进国外的循环流化床锅炉粉煤灰烧结制砖生产线的实验资料进行研究，认为利用循环流化床锅炉粉煤在制砖应用前景十分广阔。     

氟化钙污泥制备建筑陶瓷材料的研究

集成电路企业在芯片制造过程中会产生大量的氟化钙污泥,如果处置不当会产生氟的二次污染。该研究根据氟化钙污泥成分和含量特点,将其与蛇纹石尾矿、高岭土尾矿和氧化铝混合制备建筑陶瓷材料,实现以废制宝,使其合理资源化。实验结果表明:通过对几个原料组成配方的研究,获得氟化钙污泥含量≤30%(质量分数,下同),蛇纹石尾矿10%,高岭土尾矿含量≥45%,再与一定质量分数的氧化铝一起焙烧可制备出符合国家标准的建筑陶瓷材料。根据加入氧化铝的比率不同可烧结形成瓷质砖、炻瓷砖、炻质砖和陶质砖4种陶瓷材料。     

风浪作用下的底泥悬浮沉降及内源释放量研究

分别于春夏秋冬4个季节对太湖梅梁湾水体开展了5次野外实验,利用沉积物捕获器收集沉积物,采用Gansith公式法计算了沉积物的再悬浮通量,并建立了其与风速的关系;对代表不同风浪作用下的太湖悬浮物进行了7次静沉降实验,计算了悬浮物的静沉降通量,并建立了其与悬浮物浓度关系.以3.7 m/s为界对低泥悬浮沉降过程进行分解和概化,计算了2005年每日的悬浮沉降量,并利用近10年的风速资料估算了太湖年均内源释放量,结果表明,太湖每日的内源释放量受风速影响显著,和风速变化趋势较为接近,然而不同营养盐的释放状况却各不相同.太湖内源年均进人水体的净底泥量有19.03万t,冬季最大.夏季次之;就营养物质释放量而言,COD约4.96万t、总氮约7 773.0 t、总磷约275.5 t.其中秋季营养物质释放量最小,夏季最大.     

风浪扰动下的太湖悬浮物实验与模拟

采用太湖湖区底泥,根据波浪水槽实验总结了各种扰动强度下太湖底泥的起动切应力.波浪水槽可以系统地模拟太湖常见的波浪强度.通过实验确定了太湖底泥的临界切应力为0.050 Pa,采用国外先进的FVCOM模型计算模拟了太湖流场和悬浮物分布并和太湖实测资料进行了对比,结果较为合理,证明了模型的有效性.由于目前太湖的野外监测资料存在较明显的时空不一致性.模型参数率定的精度受到了较大影响,太湖悬浮物与太湖底泥的内源释放以及水体的透明度有较大关系,因此通过室内实验研究太湖的悬浮物规律对太湖的富营养化治理具有重要意义.     

太湖底泥营养要素动态释放模拟和模型计算

采用太湖湖区底泥,根据环型水槽实验总结了各种扰动强度下太湖底泥的起动、悬浮和营养盐释放规律.环型水槽内水体流速均匀且能够通过控制水槽的转速精确控制水槽的水体流速.通过考察水槽中水体TN、TP浓度的变化,建立起了底泥TN、TP释放率(y)与水体流速大小(x)的定量化关系.根据实验确定的各种参数,采用ECOMSED模型计算模拟,并和太湖实测资料进行了对比,结果较为合理.由于目前太湖的野外监测资料存在较明显的时空不一致性,模型参数率定的精度受到了较大影响,通过室内实验模拟底泥的内源释放对太湖的富营养化治理具有重要意义.     

太湖流域水污染对太湖水质的影响分析

从太湖地区(苏州、无锡、常州、杭州、嘉兴和湖州)的污染物排放量、水质监测结果，以及工农业发展、人口变化、人民生活水平的提高、东太湖萎缩，底泥中营养物的变化和湖泊生态系统失衡的特点入手，分析了太湖流域水污染现状。结果表明，工业废水排放量高于城镇生活废水排放量；太湖湖体、环湖河流水质与省、市边界断面主要超标项目分别为：总磷、总氮和氨氮；水体水质演变是由工农业迅速发展、人口过度增加、污染防治措施相对滞后，以及太湖水生态系统失衡等原因造成的。     

铝业赤泥免烧砖中试生产及产业化

利用铝厂赤泥、自备电厂粉煤灰、矿山石渣为主要原料在国内第一条赤泥砖生产线上进行了中试生产,采用了自然养护和蒸压养护两种生产工艺。自然养护的赤泥免烧砖达到了非烧结普通粘土砖标准(JCT4221991)(1996)中15级要求,蒸压养护的赤泥免烧砖达到了蒸压灰砂国家标准(GB119451999)中优等品MU15级的要求。通过成本核算,自然养护的赤泥免烧砖的生产成本能够控制在0.11元块以下,蒸压养护的赤泥免烧砖的生产成本能够控制在0.14元块以下,具有较好的经济性。     

镧改性沸石对太湖底泥-水系统中磷的固定作用

考察了不同反应时间、pH值、硅酸根离子浓度、DO浓度、老化时间以及初始磷浓度等条件下一种新型底泥改良剂-镧改性沸石对太湖底泥-水系统中磷的固定作用.当水中磷浓度很低时,太湖底泥和镧改性沸石改良太湖底泥均释放出磷.镧改性沸石改良太湖底泥的释磷量少于太湖底泥.镧改性沸石改良太湖底泥中金属氧化物结合态磷(NaOH-P)和钙结合态磷(HCl-P)等较为稳定形态磷含量多于太湖底泥,而镧改性沸石改良太湖底泥中氧化还原敏感态磷(BD-P)这种不稳定形态磷含量少于太湖底泥.太湖底泥和镧改性沸石改良太湖底泥对水中较高浓度磷酸盐的吸附平衡数据均可以采用Langmuir等温吸附模型加以描述.镧改性沸石改良太湖底泥对水中磷酸盐的吸附能力明显高于太湖底泥,且吸附能力随老化时间的增加而降低.被镧改性沸石所吸附的磷酸盐主要以NaOH-P和HCl-P等较为稳定形态磷存在,不容易被重新释放出来.上述结果表明,采用镧改性沸石对太湖底泥进行原位改良可以增强太湖底泥对磷的固定能力,减少太湖底泥磷的释放.     

河流氮磷和水量输入对太湖富营养化的影响机理研究

针对河湖氮磷控制标准不衔接问题,以大型浅水湖泊太湖为例,基于2013—2018年环太湖主要入湖河流和湖体总氮浓度〔ρ(TN)〕、总磷浓度〔ρ(TP)〕、叶绿素a浓度〔ρ(Chla)〕、水量等监测数据资料,采用湖盆模型(Bathtub模型),构建太湖主要入湖河流与湖体ρ(TN)、ρ(TP)和ρ(Chla)的响应关系,分析了主要入湖河流ρ(TN)、ρ(TP)和水量对湖体富营养化的影响,探讨了太湖主要入湖河流水量及其与湖体氮磷协同控制限值. 结果表明:①太湖主要入湖河流氮磷的输入仍显著影响湖体ρ(TN)、ρ(TP),尤其是对西北部湖区的富营养化水平产生了显著影响;②在入湖水量方面,湖西区入湖水量增加可导致太湖富营养化程度增加,而“引江济太”水量输入在一定程度上改善了太湖水质. 建议分区域控制直接入湖河流水量,其中,湖西区直接入湖水量控制在60×108~70×108 m3之间,望虞河“引江济太”水量控制在15×108~20×108 m3之间;③针对太湖流域而言,现行《地表水质量标准》(GB 3838—2002)在协同控制河、湖氮磷方面存在一定的不足,仅通过控制入湖河流ρ(TN)、ρ(TP),太湖ρ(TN)、ρ(TP)难以达到Ⅲ类水质标准;④与全湖平均值相比,湖西区要达到同一标准限值,入湖河流协同控制限值要更为严格. 在河湖氮磷衔接目标制定上,建议湖西区单独设定协同控制目标浓度值. 另外,建议结合《地表水质量标准》(GB 3838—2002),开展太湖流域水质、水量协同控制,有效约束入湖通量,达到河湖氮磷协同控制目的.      

引江济太前后太湖水质变化研究

根据1998年-2003年每月对太湖9个区域的水质监测数据以及水质和富营养化评价结果表明,20世纪90年代中期开始的各项太湖水环境治理工程明显地改善了TP、TN、CODMn等主要污染指标,但,IP还是超过地面水环境3类标准,TN、CODMn单项指标指示水体为中一富营养化状态。引江济太对太湖局部水域（主要是贡湖）有一定的改善作用,水质由4类水体上升至3类水体,并对富营养化状态也有一定的改善作用。研究表明,治理同时引入清水,流域水生态系统才能最终得到恢复。