施加污泥对铅锌尾矿中重金属稳定效果研究

铅锌尾矿极端贫瘠且通常含有较高的有毒重金属,难以进行生态修复。该研究以剩余污泥作为改良剂施加于铅锌尾矿中,通过室内动态平衡实验,研究污泥在4种不同施加剂量(0.5%、1%、2%、5%)条件下,在不同时期对铅锌尾矿中重金属有效性的影响情况。结果表明,剩余污泥施加剂量为5%时能够明显降低尾矿中Pb、Zn、Cu、Cd有效态浓度,施加剂量为2%时可明显减低Zn、Cd有效态浓度。剩余污泥能显著增加尾矿中速效氮及速效钾含量。结果表明,剩余污泥有助于降低铅锌尾矿中重金属有效性;相对于0.5%、1%和2%的施加剂量,剩余污泥用量为5%时对尾矿重金属的稳定效果较好。     

氟化钙污泥和赤泥共烧结制备砖块的研究

研究了用氟化钙污泥和赤泥两种固体废弃物共同烧结制砖,通过烧结后产物的氟离子去除率、铬离子去除率、抗压强度3个指标来评价烧结产物的性能。实验结果表明:当氟化钙污泥与赤泥的配比为1∶1,铝灰的添加量为7.7%,粘结剂的添加量为7.7%,烧结温度在1 000℃时的烧结效果最佳,此时对应的氟离子去除率为96.28%,铬离子去除率为89.49%,抗压强度为13.40 MPa,适合做基础路面铺建材料。     

含砷污泥与黏土混合制砖的实验研究

将含砷污泥和黏土按一定比例混合,焙烧制成建筑用砖,并对其样品进行抗压强度实验。研究出含砷污泥制砖的最佳比例是含砷污泥掺量占砖质量的10%,黏合剂Fe2O3掺量占砖质量的2%,探讨了利用含砷污泥制砖这一处置方法的可行性。     

铁尾矿地砖的制备及其机理分析

简要介绍了唐山地区铁矿尾矿制备铁尾矿砖的试验研究，并设计制备铁尾矿砖生产工艺流程和最佳配比。研究结果表明，以铁尾矿为主要材料，通过掺加适量的水泥、粉煤灰、粗骨料和一定的外加剂，经常温常压养护28天后，抗压强度可达到28．30MPa，抗折强度为5．63MPa，同时长期性能研究也表明可以制备出合格的铁尾矿地砖。为铁尾矿大量资源化利用辊供了一条新的徐径．同时还对铁尾砖的微观机理作了初步研究。     

添加尾矿对城市污泥浸出毒性的影响研究

选择矿山尾矿(铜矿渣)和城市污泥为实验材料,分别制备其浸出液,用以考察浸出液对小麦和玉米的毒性影响。通过对小麦种子和玉米种子的萌发率和芽长这2指标的检测,研究添加尾矿对城市污泥浸出毒性的影响。研究结果表明,城市污泥浸出液对玉米和小麦种子的萌发率、芽长均会产生抑制作用。向污泥中添加尾矿可以降低城市污泥浸出液的毒性,提高城市污泥应用的安全性,避免造成二次污染,使城市污泥资源利用的安全性进一步提高。     

利用剩余污泥制备微生物絮凝剂及其絮凝性能与机理分析

以城市污水处理厂的剩余活性污泥为原料,以稀盐酸为提取剂制备了污泥絮凝剂,并优化了污泥絮凝剂的制备方法及絮凝条件。当稀盐酸浓度为1. 2 mol/L,破解时间为20 min时,制得的絮凝剂对高岭土悬浮液的絮凝率可达到99. 5%。对于30 g污泥,提取剂稀盐酸的用量为200 m L,浓度为1. 2 mol/L时,连续提取2次,主要絮凝活性成分可基本提取出来。采用加碱溶液的方法对污泥絮凝剂进行提纯,制备得到纯化的絮凝剂PSF-1～3。当絮凝体系pH在4. 0～12. 0时,纯化絮凝剂对高岭土悬浮液的絮凝率均在95%以上。采用红外光谱对3个提纯絮凝剂进行结构解析,结果表明:纯化的污泥絮凝剂中存在O—H和N—H或二者之一,且存及酰胺键,推测絮凝剂的主要絮凝活性成分为多糖和蛋白质。采用扫描电镜对絮凝剂絮凝前后的形貌进行检测,絮凝后高岭土颗粒团聚在絮凝剂周围,由此推测在高岭土和絮凝剂之间产生吸附架桥作用。     

不同改良剂对金矿尾砂适生性能的影响研究

金属矿尾矿生态化处置的核心在于改良尾砂基质以提高植被适生性能。文章以山东三山岛某典型金矿尾矿为研究对象,研究了泥炭、腐殖酸、污泥等不同改良剂对该金矿尾砂的改良效果。结果表明原尾砂中速效氮、磷、钾及有机质含量分别为20.92、6.23、69.74 mg/kg和0.7%,营养物质尤其有机质含量匮乏;添加泥炭可有效提高尾砂速效钾和有机质含量,而污泥对尾砂中速效氮、磷含量改良效果明显;添加1%泥炭与1%污泥混合改良剂可使尾砂中速效氮、速效磷、速效钾及有机质含量分别达到43.18、16.94、76.45 mg/kg及3%,种植黑麦草的发芽率和平均株高均高于原尾砂,说明改良尾砂的植物适生性能有所提高。研究结果可为金矿尾砂的基质改良提供一定的参考依据。     

MgFe-LDHs改性清淤污泥透水砖对磷酸盐吸附性能研究

通过在合成功能材料层状双金属氢氧化物(layered double hydroxides, LDHs)过程中加入一定比例的清淤污泥制得改性污泥;并将其作为原料之一,制备4种不同质量掺混比的海绵城市用可净水透水砖。利用场发射扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD),对掺混改性污泥前后透水砖的表面形态、化学成分与晶体结构进行表征;通过抗压性和透水性检测,结合吸附预试验结果,确定最佳改性质量掺混比;开展等温吸附、吸附动力学和热力学试验,探究掺混改性污泥前后透水砖对磷酸盐的吸附特性和作用机制。结果表明：1)掺混比为1∶1的改性清淤污泥透水砖,相较于其他几种掺混比更具实用性,在初始浓度32 mg/L,透水砖投加量1.2 g,吸附时间360 min时,对磷酸盐的吸附容量达到2.08 mg/g; 2)掺混改性污泥前后透水砖对磷酸盐的吸附过程均符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型,且掺混后透水砖对磷酸盐的最大饱和吸附容量提升了25%;3)改性污泥的掺混,使得透水砖吸附磷酸盐所需能量减少,自发性增强,有助于透水砖在实际应用中对雨水的净化。     

污泥生物炭混凝土性能及环境效益研究

污水处理厂产生的污泥是一种处理成本很高的固体废弃物,探索低成本、高效率的处理技术是该领域的发展方向。文章使用不同质量分数的污泥生物炭替代水泥制备污泥生物炭混凝土,进行坍落度和力学性能的试验;并采用单因素分析法,分析不同水泥替代量的污泥生物炭对混凝力学性能影响的显著性。研究表明,当生物炭替代量在5%以内时,C30和C40污泥生物炭混凝土的力学性能均高于或相当于未掺污泥生物炭的对照组;当生物炭替代量超过10%时,混凝土的性能指标下降明显但仍达使用标准;污泥生物炭对C30和C40混凝土抗压和劈裂抗拉性能均产生显著性影响。如若将达到施工标准的污泥生物炭混凝土在全国应用,可封存7641万t污泥生物炭,相应处理污泥1.5亿t,对污泥处理产生较为可观的环境效益。     

含砷污泥与黏土混合制砖的实验研究

将含砷污泥和黏土按一定比例混合，焙烧制成建筑用砖，并对其样品进行抗压强度实验。研究出含砷污泥制砖的最佳比例是含砷污泥掺量占砖质量的10％，黏合剂Fe2O3掺量占砖质量的2％，探讨了利用含砷污泥制砖这一处置方法的可行性。     

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。     

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。     

石灰干化污泥稳定后土壤中Pb、Cd和Zn浸出行为的研究

以人工制备Zn、Pb、Cd污染土壤为研究对象,采用城市污水处理石灰干化污泥作为稳定剂,对污染土壤进行稳定化处理,并采用TCLP、SPLP、去离子水浸提和优化的BCR连续提取法对稳定化效果进行分析和评价.结果表明,单独使用石灰干化污泥,TCLP浸出浓度随着干化污泥质量分数的增加而显著减少,干化污泥的质量分数为40%时,稳定化率最大为Zn-99.54%、Pb-99.60%、Cd-99.85%.SPLP和去离子水浸出评价稳定效果时,Pb和Zn在加入质量分数10%和20%的干化污泥时浸出明显降低,但在加入30%和40%时由于在强碱条件Pb和Zn会再溶出,导致稳定效果变差.为了恢复植物生长功能,经过FeSO4和H3PO4调节pH后,石灰干化污泥稳定过的土壤pH有效降低,同时FeSO4和H3PO4有利于促进Pb和Zn的稳定效果.经稳定化后,土壤中的重金属可交换态降低,限制了土壤重金属的迁移.该研究结果表明石灰干化污泥可以再利用,应用于重金属污染土壤的稳定化修复中,并能改善稳定后土壤适宜植物生长的理化性质.     

含油污泥体膨颗粒调剖剂的研究

研究了利用含油污泥制备体膨颗粒深部调剖剂的技术。试验表明,在单体浓度20%、干泥含油率14%、污泥占单体质量110%、交联剂占单体质量0.14%、反应温度35℃条件下,聚合产物性能较好。胶块造粒过程中需加入适量减阻剂,粒度可根据实际要求调整。含油污泥体膨颗粒调剖剂在自来水中和0.5%NaCl水溶液中的膨胀倍数分别为40倍和15倍,膨胀后强度和弹性好。     

建筑垃圾再生砖的早期强度性能研究

为全面了解建筑垃圾再生砖的早期强度性能,对比分析了再生骨料材性、原料配比及成型养护条件对建筑垃圾再生砖的早期抗压强度的影响。结果表明:初始含水率、骨料最大粒径和颗粒级配对水灰比和再生砖密实度的作用明显;适当的水灰比和灰骨比可促进水化反应和调控水化反应产物;提出了制备再生砖的最佳工艺,以此制备出8 h早期抗压强度可达11. 98 MPa的建筑垃圾再生砖,其相应28 d抗压强度高达26. 89 MPa,达到MU25强度等级。研究结果可为建筑垃圾再生砖的规模化生产提供参考。     

中温厌氧消化与高温厌氧消化对污泥重金属风险及稳定性的影响

通过分析中温厌氧消化+机械脱水以及热水解预处理+高温厌氧消化工艺过程中重金属含量与形态的变化,研究了中温厌氧消化与高温厌氧消化工艺对污泥重金属风险、形态及稳定性的影响.结果表明,中温厌氧消化工艺增加了污泥中Cd、Cr、Cu、Ni和Zn的含量,重金属污染等级和潜在生态风险增强.高温厌氧消化工艺降低了污泥Cd和Cr的含量,重金属污染等级和潜在生态风险降低.其中,N厂污泥主要致污染金属为Cd和Zn,S厂污泥主要致污染金属为Cd;Cd是6种重金属风险系数最高的,是污泥潜在生态危害的最大贡献者.中温厌氧消化后,污泥中Cd、Ni、Pb和Zn的可还原态和可氧化态所占质量分数之和降低;Cd、Cr、Cu和Ni的残渣态所占质量分数降低.可见,中温厌氧消化后,污泥重金属的潜在毒性和稳定态向直接毒性转化.高温厌氧消化后,污泥Cd、Cr、Cu、Pb和Zn的可交换态所占质量分数降低;Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的残渣态所占质量分数亦降低,可见,高温厌氧消化后,重金属的直接毒性和稳定态向潜在毒性转化.     

城市污泥及蚓粪施用对生菜和土壤中重金属(Cr、Pb和Cd)积累的影响

利用盆栽试验研究了不同配比的城市生活污泥和蚓粪(污泥或蚓粪在混配土壤中的质量分数为10%、20%和30%(以干重计))施用于土壤后,对生菜和土壤中Cr、Pb和Cd三种重金属元素积累的影响,以期为污泥蚓粪的农用提供依据及指导。试验结果表明:无论何种比例的污泥和蚓粪,重金属Cr和Cd在生菜体内的含量均低于国家标准限值,而重金属Pb在生菜体内的含量均不同程度地高于国家标准限值,生菜体内的重金属含量从大到小依次为Pb>Cr>Cd。研究发现,无论施用污泥和蚓粪,大多数情况下重金属在生菜体内的含量以10%施用量处理组最高。20%配比的处理种植并收获生菜后,土壤重金属的含量显著低于10%和30%处理组土壤。     

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.     

液氮冻融破碎生物污泥制备生物絮凝剂

利用城市剩余生物污泥,采用液氮冻融破碎、提取液提取的方法制备了生物污泥絮凝剂。对絮凝剂的制备条件及其絮凝性能进行了研究,结果表明:采用液氮冻融破碎,pH为1.0的稀盐酸溶液作为提取液提取所制备的絮凝剂,对高岭土悬浮液的絮凝效率可达98.5%。液氮冻融破碎的次数对絮凝剂制备没有明显影响。同时考察了絮凝剂投加量以及絮凝体系的pH对絮凝剂絮凝活性的影响。     

油墨污泥热解实验及能量平衡分析

油墨污泥作为危险废物,实现其低成本减量化、无害化处理处置具有重要意义。采用固定床反应器对油墨污泥在500～900℃内进行了热解实验,研究了油墨污泥热解产物的特性,并分析了其低成本处理处置的可能性。结果表明,实验用油墨污泥挥发性有机物含量高达60. 43%,热解后干污泥减容率可达55%～62%。含水率约80%的污泥经干燥、热解后,固体减容率达到90%,且固体残渣浸出毒性小,可安全填埋。随着反应温度的升高,气体产率增加,热解残渣产率减小,在500℃时气体、热解残渣产率分别为21. 7%、48. 5%,900℃时分别为44. 3%、37. 4%; 600℃时焦油产率最高,达到30. 5%。根据800℃下热解结果进行了能量平衡分析,结果表明:焦油和气体燃烧产生的能量可满足含水率65%的污泥干燥和热解所需,从而实现污泥热解过程的能量自给。