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矿物掺料及生物技术在城市污泥烧结砖制备中的除臭及改性作用研究

作　者: 孟杰
导　师: 胡明玉
学　校: 南昌大学
专　业: 结构工程
关键词: 城市污泥烧结砖矿物掺料生物技术除臭改性
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

利用城市污泥制备烧结砖是城市污泥资源化利用的一个有效途径。目前已有一些有关利用城市污泥制备烧结砖的研究,但在烧结砖制备的过程中还是存在城市污泥的臭气污染问题。本论文研究的目的就是通过对一些具有吸附性能的矿物掺料(硅藻土、沸石、麦饭石等)和具有转化性能的生物除臭剂进行分析,研究它们的不同种类和含量对城市污泥的除臭作用和对制品物理力学性能的改善作用；从中找到既能够起到除臭作用,又能够起到改性作用的合理掺合料。本文先从矿物掺料及生物除臭剂的种类和含量对城市污泥的除臭效果进行研究,选择出除臭效果较好的矿物掺料及生物除臭剂的种类和含量；然后综合分析矿物掺料和生物除臭剂的复合作用对城市污泥的除臭效果；最后研究除臭效果较好的掺合料对城市污泥烧结砖制品的物理力学性能的影响。主要研究结论如下：(1)矿物掺料硅藻土、麦饭石、沸石对城市污泥都有一定的除臭作用,其中硅藻土的除臭效果最好。(2)不同含量的硅藻土对城市污泥都有一定的除臭作用,并随着硅藻土含量的增加除臭效果变好；但是当硅藻土的含量超过10%时,除臭效果的改变不是很明显。结合经济方面考虑,硅藻土含量为10%最为合理。(3)两种生物除臭剂对城市污泥都有一定的除臭作用,其中生物除臭剂Ⅱ的除臭效果要好于生物除臭剂Ⅰ。但是生物除臭剂在前5天内的除臭效果不如矿物掺合料,因为生物除臭剂本身需要发酵一周左右的时间,在发酵期间微生物的转化作用并不特别明显。(4)矿物掺料和生物除臭剂的复合对城市污泥的除臭作用要好于矿物掺料或生物除臭剂的单独作用。原因是这种复合除臭剂一方面利用了矿物掺料的吸附作用除臭,一方面利用了生物除臭剂的转化作用除臭,达到了双管齐下的效果。其中效果最好的组合为：含量为5%的硅藻土+含量为0.3%的生物除臭剂Ⅱ。(5)矿物掺料和生物除臭剂的掺加对制品的物理力学性能都有一定的影响。矿物掺料对制品有助熔的作用,使得制品在烧结过程中液相反应更充分,制品更密实,表观密度更大,吸水率更小,抗压强度和抗折强度都在一定的范围内先增大后减小。生物除臭剂中微生物在转化臭味物质的同时也会将大分子的有机物转化为小分子的有机物,使得焙烧过程中有机物的燃烧更充分,留下的孔隙更多,制品的表观密度更小,吸水率更大,抗压强度和抗折强度更小,但是都能满足国家标准中相应的规定。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第1章绪论  9-19
  1.1 概述  9-11
    1.1.1 课题提出的背景  9
    1.1.2 传统的城市污泥处理处置现状  9-11
  1.2 国内外城市污泥的资源化现状  11-15
    1.2.1 我国城市污泥的资源化现状  11-13
    1.2.2 国外城市污泥的资源化现状  13-15
  1.3 城市污泥的各种处理办法及资源化应用情况的比较  15-16
  1.4 城市污泥烧结砖生产过程中存在的主要问题  16-18
    1.4.1 生产中的臭气问题  16-17
    1.4.2 坯体及产品物理力学性能方面的问题  17-18
  1.5 本课题研究的主要内容  18-19
第2章原材料及试验方案  19-32
  2.1 试验原材料  19-23
    2.1.1 城市污泥  19
    2.1.2 粉煤灰  19-20
    2.1.3 矿物掺料  20-21
    2.1.4 生物除臭剂  21-23
  2.2 试验主要设备  23
  2.3 试验方案  23-32
    2.3.1 城市污泥的除臭试验方案  25-28
    2.3.2 城市污泥烧结砖的改性试验方案  28-32
第3章城市污泥的除臭研究  32-44
  3.1 矿物掺料对城市污泥的除臭试验及结果分析  32-39
    3.1.1 矿物掺料种类对城市污泥的除臭试验  32-37
    3.1.2 硅藻土含量对城市污泥的除臭试验及结果分析  37-39
  3.2 生物除臭剂对城市污泥的除臭试验及结果分析  39-40
  3.3 矿物掺料和生物除臭剂的复合对城市污泥的除臭试验及结果分析  40-42
  3.4 最佳除臭方案的确定  42-43
  3.5 本章小结  43-44
第4章城市污泥烧结砖的研究  44-57
  4.1 烧结砖的物理力学性能指标  44-46
    4.1.1 外形尺寸及外观  44
    4.1.2 强度等级  44-45
    4.1.3 泛霜和石灰爆裂  45
    4.1.4 抗风化性能  45
    4.1.5 表观密度  45-46
  4.2 正交试验设计  46-47
  4.3 试验结果及分析  47-55
    4.3.1 城市污泥烧结砖的坯体  47
    4.3.2 城市污泥烧结砖的外观  47-48
    4.3.3 城市污泥烧结砖的表观密度试验及结果分析  48-50
    4.3.4 城市污泥烧结砖的吸水率试验及结果分析  50-51
    4.3.5 城市污泥烧结砖的抗压强度试验及结果分析  51-54
    4.3.6 城市污泥烧结砖的抗折强度试验及结果分析  54-55
  4.4 制品物理力学性能最佳方案的确定  55-56
  4.5 本章小结  56-57
第5章综合分析  57-60
第6章结论与展望  60-62
  6.1 结论  60-61
  6.2 进一步工作方向  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-66
攻读学位期间的研究成果  66

矿物掺料及生物技术在城市污泥烧结砖制备中的除臭及改性作用研究

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