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城市污水污泥制生态水泥技术研究

作　者: 李树霞
导　师: 吴邦信
学　校: 贵州大学
专　业: 环境工程
关键词: 污水污泥水泥熟料矿相结构重金属水泥强度
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着城市污水处理事业的发展,城市污泥的产量急剧增加,城市污泥处置的矛盾变得日益突出。由于城市污泥具有容量大、不稳定、易腐败、有恶臭、有毒有害等特点,污泥的任意堆弃或直接利用会对环境造成二次污染,不但降低了污水处理系统的有效处理能力,而且对生态环境和人类活动构成了严重威胁,因此必须对其进行适当的处理处置。利用水泥回转窑处理城市污泥正日益得到全球水泥行业的关注。城市污泥制生态水泥符合我国环保政策、产业政策、经济政策和科技政策。本文对国内外城市污泥的处置方法、技术水平、经济性以及环境和社会发展进行了比较和分析,提出了资源化利用是未来城市污泥处置的发展方向。在实验室内模拟水泥生产工艺,利用污泥配料煅烧生态水泥熟料,探讨了利用水泥回转窑处理污水处理厂污泥的有关问题。本文通过生料易烧性试验、水泥熟料矿物相分析试验和水泥熟料矿物岩相分析试验讨论了掺烧污泥对水泥烧成行为的影响;运用SEM(扫描电子显微镜)对水泥水化产物的微观形貌进行观察分析及利用水泥胶砂强度、凝结时间、安定性试验讨论了掺烧污泥对水泥水化、硬化过程及强度性能的影响;利用电感耦合等离子体发射光谱法分析研究重金属元素在熟料中的固化率、水泥水化产物中重金属的浸出等问题。在这些实验的基础上,进行有关理论分析,初步研究结果表明:(1)掺烧污泥在一定程度上改善了水泥生料的易烧性,熟料矿物相的形成温度有降低的趋势,对水泥的性能基本没有影响;(2)掺加适量污泥不但没有增加熟料煅烧的难度和降低水泥强度,反而在一定程度上具有促进作用,表现为其水泥强度达到32.5标号水泥强度要求,同时水泥在各龄期水化充分,水化产物发育正常、结构致密;(3)通过检测,污泥中的重金属在水泥熟料中的固化率都在90%左右,28d水化产物中的重金属浸出量也远小于相关标准的要求。说明在实验室模拟条件下掺烧适量污泥能够生产出质量合格的水泥产品,这些工作为以后的研究和工业实践提供了经验借鉴。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
引言  8-9
1 绪论  9-28
  1.1 课题来源及研究内容  10-11
    1.1.1 课题来源  10
    1.1.2 课题研究内容  10-11
  1.2 污水污泥的来源与分类  11-12
    1.2.1 污水污泥的来源  11-12
    1.2.2 污水污泥的分类  12
  1.3 污水污泥的性质与组成  12-16
    1.3.1 污水污泥的组成  12-13
    1.3.2 污水污泥的影响  13-16
  1.4 城市污泥处理处置现状  16-21
    1.4.1 填埋  16-17
    1.4.2 焚烧  17
    1.4.3 土地利用  17
    1.4.4 投海  17-18
    1.4.5 污泥和综合利用  18-21
  1.5 生态水泥发展现状  21-27
    1.5.1 水泥回转窑处理污水污泥的优势  22-24
    1.5.2 国外研究生态水泥现状与发展  24-25
    1.5.3 我国研究生态水泥现状与发展  25-27
  1.6 本章小结  27-28
2 城市污水污泥制生态水泥试验  28-36
  2.1 技术路线  28-29
  2.2 试验方案  29
  2.3 试验材料  29-31
  2.4 确定生料配比  31-33
    2.4.1 选择率值的原则  32-33
    2.4.2 配方的最终确定  33
  2.5 煅烧方案  33-35
  2.6 试验仪器及设备  35-36
3 掺烧污泥对水泥烧成行为的影响  36-53
  3.1 掺烧污泥熟料中游离氧化钙(F-CAO)的测定  36-38
    3.1.1 研究方法  36-37
    3.1.2 试验结果及分析  37-38
  3.2 熟料矿物相的分析及研究  38-47
    3.2.1 熟料矿物相结构  39-42
    3.2.2 研究方法  42
    3.2.3 试验结果及分析  42-47
  3.3 熟料矿物岩相结构分析  47-52
    3.3.1 研究内容  49
    3.3.2 研究方法  49-50
    3.3.3 试验结果及分析  50-52
  3.4 本章小结  52-53
4 掺烧污泥对水泥水化及物理性能的影响  53-64
  4.1 掺烧污泥对水泥水化过程的影响  53-61
    4.1.1 研究内容  54
    4.1.2 研究方法  54-55
    4.1.3 试验结果及分析  55-61
  4.2 掺烧污泥对水泥物理性能的影响  61-63
    4.2.1 试验仪器  61-62
    4.2.2 结果及分析  62-63
  4.3 本章小结  63-64
5 重金属元素在水泥中的稳定性研究  64-69
  5.1 研究方法  66-67
  5.2 结果分析  67-68
  5.3 本章小结  68-69
6 污泥制生态水泥的效益分析  69-70
  6.1 经济效益  69
  6.2 环境效益  69
  6.3 社会效益  69-70
7 结论与展望  70-73
  7.1 结论  70-71
  7.2 存在问题  71
  7.3 展望  71-73
参考文献  73-77
致谢  77-78
个人简历、发表论文及参加课题一览表  78-79

城市污水污泥制生态水泥技术研究

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