【摘要】：城市污水廠污泥是污水處理過程中產(chǎn)生的主要副產(chǎn)物,其中不僅含有各種病菌、蟲卵、寄生生物,還濃縮著多種重金屬等有害物質(zhì)。如果不經(jīng)過合理處置,可能會(huì)對環(huán)境、土壤、動(dòng)植物和人類健康造成極大的危害。如何將產(chǎn)量大、成分復(fù)雜的污泥經(jīng)過科學(xué)處理,實(shí)現(xiàn)污泥處置無害化、資源化,已成為我國乃至全世界環(huán)境界廣泛關(guān)注的課題之一。本課題以解決污水污泥的的資源化利用為目的,輔以黃土與膨潤土為配料,開展污泥陶粒制備的研究。研究的主要工作包括：一、采用DSC-TG-DTG分析污泥、黃土、膨潤土及陶粒坯料的熱反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性,確定各動(dòng)力學(xué)參數(shù),求得不同溫度下的分解速率常數(shù),從而通過研究不同溫度下陶粒坯料的分解與時(shí)間的關(guān)系推測燒制陶粒的工藝條件。二、以污泥、膨潤土、黃土為原料展開污泥陶粒的燒制。通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的極差分析探討各因素對陶粒性能影響的主次順序,并驗(yàn)證前一部分關(guān)于燒制工藝推測的準(zhǔn)確性。三、通過單因素實(shí)驗(yàn)研究燒結(jié)溫度、陶粒原料中有機(jī)質(zhì)含量對陶粒主要性能與內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)的影響,進(jìn)一步探究陶粒的燒結(jié)機(jī)理,并為陶粒的工業(yè)化生產(chǎn)提供幫助。通過以上各方面的研究可以得到：污泥陶粒坯料球的熱失重率隨升溫速率的增加而增加,實(shí)驗(yàn)中達(dá)到最大總失重率為24.36%。通過分析燒制過程中坯料TG曲線的失重情況,推斷出適合陶粒預(yù)熱的溫度區(qū)間為300-500℃。根據(jù)陶粒坯料球的熱分解動(dòng)力學(xué)推測污泥陶粒的燒結(jié)溫度在1000℃以上,并用實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了推測所得陶粒制備工藝條件具有一定的可靠性；實(shí)驗(yàn)所選的五個(gè)因素對陶粒性能影響的主次順序?yàn)椋簾Y(jié)溫度污泥比例膨潤土比例預(yù)熱溫度燒結(jié)時(shí)間。過高的燒結(jié)溫度會(huì)使陶粒坯料過度熔融,產(chǎn)生大量的液相,導(dǎo)致坯體黏度降低,陶粒內(nèi)部孔隙變大,陶粒強(qiáng)度下降；坯料球中適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)質(zhì)含量會(huì)增加陶粒產(chǎn)品的強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,坯料中有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到14.69%時(shí),陶粒強(qiáng)度達(dá)到峰值,在制備高強(qiáng)陶粒時(shí),陶粒坯料中有機(jī)質(zhì)含量宜控制在14%-17%范圍內(nèi)；陶粒坯料中一定范圍內(nèi)的有機(jī)質(zhì)含量對應(yīng)一個(gè)最適宜的燒結(jié)溫度：有機(jī)含量高的陶粒坯料需要的燒結(jié)溫度較低,一般控制在1140℃以下；有機(jī)含量較低的坯料則需要相對較高的燒結(jié)溫度才能使陶粒產(chǎn)品獲得良好的性能。
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X703;TQ174.1
【圖文】：

逑噸，污水處理率達(dá)到４８．４％，至２００９年末，全國污水總排放量己達(dá)到５９８．２億噸，污水處逡逑理率猛增至７２．３％，而且近年來，仍Ｗ較大的百分比不斷增長。圖１－１是我國近十年來污逡逑水總排放量及污水處理率的對照圖。逡逑７５０邋邐邐邐邐邐邐邐邐ｒ邋１００逡逑７０Ｑ邐－－－－－邐－＾４邋９０逡逑６００邐－邐邐—邋８０醒■！全國污水總排放逡逑５５０邋邐邐—邐———邐．７０邋量（億噸）逡逑５００邋＂邐邐１＾Ｅ￣＂—＇…－６０邐城市巧水處理率逡逑化邋０邋．．邐邐醒邋邋邋邋邋邋—邋—．邐（NB）逡逑１４００邋Ｉ邋Ｉ邋■邋■邐ｒ邋５０逡逑２００５邋２００９邋２０１０邋２０１１邋２０１２邋２０１３逡逑圖１－１我圍污水排放量及處理率逐年對照圖逡逑污水處理率的提高為國家減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和污染控制做出了非常大的貢獻(xiàn)，但污泥問逡逑題隨之而來，污泥產(chǎn)量呈現(xiàn)逐年上升的趨勢，污泥（８０％含水率）產(chǎn)量由２００９年的２００５萬逡逑噸，增加到２０１０年的３６６５萬噸Ｗ。根據(jù)住建部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，目前我國污水處理廠污泥逡逑的安全處置率小于３５％，未經(jīng)無害化處理的污泥隨意亂丟造成的二次污染現(xiàn)象很嚴(yán)重，污逡逑泥處置問題己成為我國污水處理領(lǐng)域急需解決的難題之一。逡逑１．２國內(nèi)外污泥處置現(xiàn)狀及存在的問題逡逑１．２．１目前污泥處置的方法逡逑污泥的處置是指在符合國家法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，綜合考慮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、環(huán)境等因素，逡逑采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，為污泥提供最終的出路。污泥的傳統(tǒng)處置方法主要包括：衛(wèi)生填埋、逡逑海洋傾倒、焚燒、生地利用、建材利用等。這些傳統(tǒng)的處置方式在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮了一定逡逑的作用

樊澡污泥陶粒的制備及其機(jī)理巧究開始大量建設(shè)，污水處理率隨之提高，但未意識量急劇增加，我國才開始重視對污泥處置的研在采用較多的方法，最終污泥處置方法的選擇的地理位置、國內(nèi)的地理狀況、國止面積、氣工農(nóng)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r等。作為農(nóng)業(yè)大國，目前我是我國各種污泥處置方式所占的比例ｆＷ。逡逑

０．８邐１．２邐１．６邐２０邐２．４邐２名逡逑１０００Ｋ／Ｔ逡逑圖２－６污泥分解的Ｉｇ蘭竺與一的關(guān)系曲線逡逑血邋Ｔ逡逑Ｅ／（ｋＪ／ｍｏｌ）逡逑２０００＾逡逑！邋ｆｉ逡逑１０００；邐ｉ／邐＼逡逑奪—才．＇擊．＇ｔ邐Ｉ邐１逡逑＾考一邋Ｈｆ—＇邋卡…中－…專＾邐■邐ｆ＼邐］逡逑Ｖ邋．邐Ｘ邋＊＇－－．－４邐／邋！邋ｉ逡逑．邐Ｖ邋＼邋／Ｉ邋＇逡逑－１０００，邐１邋ｙ邋■邋１逡逑－２０００＾邐uk逡逑－３０００逡逑０邐０．２邐０．４邐０．６邐０．８邐１．０逡逑Ｐａｒｔｉａｌ邋Ｍａｓｓ邋Ｌｏ巧逡逑圖２－７Ｆｒｉｅｄｍａｎ法求得的污泥分解的活化能逡逑當(dāng)定時(shí)，／（ａ）是常數(shù)，則Ｉｇ＾對＾作圖應(yīng)是直線，ａ改變時(shí)，可得到一組斜率逡逑ａｔ邐Ｔ逡逑為的直線，對于不同的ａ值，可求得相應(yīng)的活化能怎。逡逑么邋３０３Ａ逡逑圖２－６為污泥的分解Ｉｇ＾對ｉ的關(guān)系曲線。在分解率為０．０２？０．６５之間，污泥的分逡逑出邐Ｔ逡逑解是擬等動(dòng)為學(xué)過程。通過直線的斜率可求出巧泥的活化能。不同分解率對應(yīng)的污泥分解逡逑的活化能Ｅ見表２－３和圖２－７。表２－３表明，分解率為０．０２時(shí)，污泥的活化能為５７．６７ｋＪ／ｍｏｌ，逡逑分解率為０．１５時(shí)，活化能為８６．２２ｋＪ／ｍｏｌ，在此范圍內(nèi)，活化能的值略有提高，其平均值為逡逑６９．７７ｋＪ／ｍｏＬ當(dāng)分解率為０．２０時(shí)，污泥的活化能為１４６．３３ｋＪ／ｍｏｌ，分解率力０．４５時(shí)，活化逡逑能為２７２．２８ｋＪ／ｍｏｌ

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