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河道底泥制备陶粒的研究

张国伟  
【摘要】: 随着我国工农业的快速发展,河道的污染越来越严重,且产生了大量污染底泥。如对底泥处置不当,很容易引起二次污染问题。目前,我国河道底泥的处理处置方式主要以固化填埋和土地利用为主,但这些处理处置方式都存在着一些问题。因此,开辟一条新的底泥资源化利用途径显得尤为重要。 本文对上海新泾港河道底泥的主要化学成分、粒径分布、矿物成分以及重金属含量的进行了分析,结果表明河道底泥的主要化学成分同粘土类原料比较接近,这为河道底泥制备陶粒提供了有利的依据;河道底泥中重金属含量和浸出液浓度均较高,但对其Cu、Zn、Pb、Cd、Cr~(6+)、Hg的分析结果表明底泥样品还不属于危险废物。 综合考虑原料的化学组成及烧制陶粒对原料化学组成的要求,本文确定了以河道底泥、生活污泥、广西白泥和水玻璃为原料制备底泥陶粒。通过正交试验确定了制备底泥陶粒的最佳工艺条件和配方,即河道底泥∶广西白泥∶生活污泥∶粘结剂=100∶20∶15∶6,烧成温度为1140℃,保温时间为9min。同时通过单因素实验,研究了生活污泥添加量、粘结剂添加量和烧成温度对底泥陶粒的比表面积、堆积密度、表观密度、空隙率和吸水率的影响趋势。按试验确定的最佳工艺条件进行实验,所制备的底泥陶粒其比表面积3.67m~2·g~(-1),堆积密度710kg·m~(-3),表观密度1517kg·m~(-3),空隙率53%,筒压强度在3Mpa以上,与同类产品相比具有比表面积大,堆积密度低,空隙率高的优点。 对自制底泥陶粒的性能进行了系统测定和分析,重点研究了底泥陶粒的技术性能、形貌特征、重金属的浸出率和吸附性能,分析表明自制的底泥陶粒可作为生物膜载体应用于污水处理中,所含的重金属经过高温烧结,已经固化在底泥陶粒中,活动能力已经大大降低,不会对环境产生二次污染,且其对有机物和氨氮有较强的吸附性能,但对纯染料废水色度的吸附能力不是太理想。 对自制底泥陶粒的效益分析表明,利用河道底泥制备底泥陶粒,具有良好的经济效益、环境效益和社会效益,开辟了一条河道底泥处理、处置和资源化利用的新途径。


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