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文檔簡(jiǎn)介
1、城市生活污泥是在城市生活污水和工業(yè)廢水進(jìn)行凈化處理的過(guò)程中,產(chǎn)生的沉淀物質(zhì)及污水表面漂出的浮渣,我國(guó)每年產(chǎn)生的污泥量約為420萬(wàn)噸,折合含水80%的脫水污泥約2100萬(wàn)噸,若不經(jīng)處理排放到自然環(huán)境中,會(huì)占用大量的土地資源并對(duì)環(huán)境造成危害;工業(yè)電鍍廠含鉻污泥中其有害成分主要為1%~2%的鉻酸鈣(致癌物)和0.5%~1%的水溶性六價(jià)鉻(劇毒物),對(duì)人體的消化道、呼吸道、皮膚等都有危害,甚至可以引發(fā)皮膚癌、肺癌等疾病,目前我國(guó)積累了200多萬(wàn)
2、噸含鉻污泥,并且每年還以超過(guò)40萬(wàn)噸的數(shù)量增加,是公認(rèn)的危險(xiǎn)固體廢物之一。城市污泥中含有Si、Al、Ca、Fe等建筑材料的基本組成元素,具有潛在的建材化利用價(jià)值,可通過(guò)一定的處理方式,應(yīng)用于建筑領(lǐng)域,以解決城市污泥堆放污染環(huán)境的問(wèn)題,具有十分重要的環(huán)保意義和可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
本文依托國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2011BAJ04B05-02)、國(guó)家自然科學(xué)基金(51272192)開(kāi)展研究,采用城市污泥為主要原材料,添加
3、粉煤灰、頁(yè)巖等進(jìn)行化學(xué)組分校正,通過(guò)高溫煅燒制備防輻射集料和超輕集料。通過(guò)配合比設(shè)計(jì)和燒成制度優(yōu)化,揭示了n值((SiO2+Al2O3)/(R2O+RO+Fe2O3))、硅鋁比(Al2O3/SiO2)、燒成制度對(duì)集料物理力學(xué)性能、礦物組成和微觀結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律;并通過(guò)XRD、SEM測(cè)試技術(shù)對(duì)集料的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,探明集料礦物組成、微觀結(jié)構(gòu)對(duì)其物理力學(xué)性能、射線屏蔽性能的影響,掌握了采用城市生活污泥及含鉻污泥制備不同密度、不同功能集料的配
4、合比設(shè)計(jì)方法,為含重金屬的固體廢棄物資源化利用提供新的思路和推廣應(yīng)用方向。本文進(jìn)行的主要工作和取得的重要成果有:
本文系統(tǒng)研究了集料中各原材料的組成、預(yù)熱制度、溫升速率、煅燒制度對(duì)集料微觀結(jié)構(gòu)、各項(xiàng)物理力學(xué)性能的影響規(guī)律,探討了城市污泥、鉻渣制備人工集料的焙燒機(jī)理,確定了超輕集料及防輻射集料的合理組成和制備關(guān)鍵技術(shù),超輕集料的最佳配比為W(SiO2)=53%,W(Al2O3)=25%,W(RO+R2O)=11%,優(yōu)化煅燒制
5、度為1180℃~1220℃下煅燒10~20min,該條件制備的超輕集料表觀密度在0.7~1.1 g/cm3之間,筒壓強(qiáng)度大于1Mpa。利用含鉻電鍍污泥,以城市生活污泥及頁(yè)巖為校正材料,控制n值4.0~6.0、硅鋁比2.2~2.8的生料配合比設(shè)計(jì)方法,在燒成制度為500~600℃預(yù)熱15min,1200℃~1220℃下煅燒10~30min條件下,可制備出表觀密度0.9~1.2 g/cm3,抗壓強(qiáng)度高于1MPa的輕集料。含鉻污泥防輻射集料的
6、n值宜取1.5~2.0之間,優(yōu)化燒成制度為450℃~550℃預(yù)熱10~15min,1160~1190℃下煅燒30~40min,在該條件下可制備出表觀密度高于2.30g/cm3,抗壓強(qiáng)度高于5MPa,1h吸水率低于8%,對(duì)0.662MeV的γ射線線性衰減系數(shù)達(dá)0.172cm-1的防輻射集料。
采用XRD、SEM對(duì)集料的微觀組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入研究,揭示了集料的n值、硅鋁比和燒成制度對(duì)集料孔隙結(jié)構(gòu)、礦物組成的影響規(guī)律。結(jié)果表明
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