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利用城市给水厂污泥制砖技术研究

作　者: 沈倩雯
导　师: 谢敏
学　校: 长沙理工大学
专　业: 市政工程
关键词: 脱水污泥陶瓷砖烧结砖断裂模数吸水率
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

目前净水厂所排出的生产废水一般占整个水厂总制水量的4%~7%,并且大部分的给水厂将排泥水排入附近江河、湖泊等水体,或者直接排放在土地上储存,这样的处置方式对取水水源和自然环境产生了不良影响。本文参照普通陶瓷砖的生产工艺,利用城市给水处理厂脱水污泥为掺料烧制污泥陶瓷砖。通过对烧后试件断裂模数检测及吸水率等其他主要影响因素分析,探讨了利用城市水厂脱水污泥烧制陶瓷砖的可行性,确定了基本工艺流程和配方参数。研究表明:烧制试件的断裂模数随着污泥含量增加,吸水率则下降,砖坯中污泥最佳掺入量在40%～50%之间,产品吸水率为0.5%～3%,断裂模数高于35MPa,满足干压炻瓷砖GB/T4100.3-2006标准,且它的耐化学腐蚀性较佳,达到了耐腐蚀性检测GB/T3810.13-2006的要求。通过给水厂脱水污泥烧制普通烧结砖的实验工艺研究,对烧后砖块表观性质、抗压强度及吸水率等其他主要影响因素分析,确定了砖坯中污泥最佳掺入量在60%～70%之间,烧结温度为850℃~950℃下,产品吸水率约为20%;抗压强度高于20MPa,达到了GB5101-2003烧结普通砖MU20和MU25等级;且浸出液不具有腐蚀性,满足GB/T15555.12-1995标准要求。研究结果表明,城市给水厂脱水污泥制砖是可行的,且污泥制砖不仅可以资源化利用污泥,减少污泥量的排放,还减少了粘土用量,节省了煤投加量,有利于社会可持续发展。

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摘要 5-6ABSTRACT 6-10第一章绪论 10-14 1.1 本课题研究背景及意义 10-11 1.2 本课题的提出 11-12 1.3 本课题研究目标、内容、及创新点 12-14 1.3.1 研究目标 12 1.3.2 研究内容 12 1.3.3 项目创新点 12-14第二章城市给水厂污泥处理工艺 14-21 2.1 城市给水厂污泥处理工艺 14-18 2.2 国内外净水厂排泥水处理现状及实例 18-20 2.3 小结 20-21第三章城市给水厂污泥资源化利用 21-30 3.1 城市给水厂污泥的产生和物化性质 21-22 3.1.1 给水污泥的物理性质 21 3.1.2 给水污泥的化学性质 21-22 3.2 给水污泥的综合利用 22-26 3.2.1 再生（回收）铝盐 22-23 3.2.2 再生（回收）铁盐 23 3.2.3 再生（回收）石灰 23-24 3.2.4 给水污泥的建材利用 24 3.2.5 给水污泥作垃圾场覆土 24-25 3.2.6 给水污泥土地利用 25-26 3.2.7 其他研究进展 26 3.3 水厂污泥制砖的理论技术 26-28 3.3.1 国内外污泥制砖技术 27-28 3.3.2 水厂污泥制砖优缺点 28 3.4 小结 28-30第四章给水厂污泥制备陶瓷砖的试验研究 30-47 4.1 污泥烧制陶瓷砖的原料 30-31 4.2 试验工艺流程 31-34 4.2.1 配料 31 4.2.2 陈腐 31-32 4.2.3 成型 32 4.2.4 生坯干燥 32 4.2.5 烧制 32-34 4.3 实验仪器和设备 34-35 4.4 实验成品物理力学性能测试方法 35-36 4.4.1 吸水率的测试 35 4.4.2 断裂模数的测试 35-36 4.4.3 耐化学腐蚀性的检测 36 4.5 制备工艺条件的选择 36-45 4.5.1 正交试验分析 36-39 4.5.2 污泥陶瓷砖各工艺参数对性能的影响 39-45 4.6 经济社会效益初步分析 45-46 4.7 小结 46-47第五章高掺量水厂污泥制备普通烧结砖的试验研究 47-55 5.1 试验原料 47 5.2 实验样品制作 47-49 5.3 实验成品物理力学性能测试方法 49-50 5.3.1 密度ρ测试 49 5.3.2 抗压强度试验 49-50 5.3.3 泛霜试验 50 5.3.4 烧结砖浸出液腐蚀性能检测 50 5.4 结果与讨论 50-53 5.4.1 表观性质分析 50 5.4.2 抗压强度分析 50-52 5.4.3 抗折强度分析 52-53 5.4.4 吸水率及其它性能分析 53 5.4.5 水厂污泥烧结砖浸出液腐蚀性能检测 53 5.5 小结 53-55第六章结论与展望 55-56 6.1 结论 55 6.2 展望 55-56参考文献 56-60致谢 60-61附录 61-62详细摘要 62-73

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