城镇污水处理厂污水污泥固化处理试验研究

【摘要】： 城市污水处理厂污泥(sewage sludge)的最终处置是国内外共同面临的难题和挑战。经国内现有的污泥处理技术处理后的污泥中有机物含量高,易腐烂,有恶臭,并含有寄生虫卵、病原微生物、重金属和多种化合物质,特别是重金属的处理,无法达到卫生填埋标准,重金属通常具有急性或慢性毒性,会以各种方式毒害人体,已经造成了环境污染等一系列严重的后果。因此解决好污泥处理处置问题已成为一项非常紧迫的任务。 为解决我国污泥的处理处置问题,本文提出了以本地土为添加剂,用水泥固化处理污泥后用于建筑填土的思路;并开展了污泥的性质以及污泥固化体的岩土工程性质和污染物稳定性的分析研究,具体的内容包括: (1)对污泥的基本性质进行了详细的试验分析与研究,其中包括:污泥的含水率测定、比重测定、pH值、TOC、总氮、总磷、烧失量测定、化学成分测定、重金属含量测定、浸出毒性测定、热值。通过试验研究发现,污泥经污水处理厂脱水后含水率仍然很高,不加以进一步处理很难直接进行处置;污泥中重金属含量很高,且浸出毒性超过国家危险废弃物浸出毒性排放标准,不经过处理直接排放势必会对环境造成危害;污泥中有机物含量很高,干污泥中有机物含量平均达到40%左右,热值达到14000kJ/kg左右,且营养物质中氮磷的平均含量分别达到15mg/g和1.7mg/g,在资源化利用的过程中可充分利用污泥的这些特性,使之变废为宝。 (2)以本地土为添加剂对污泥进行了水泥固化试验,研究发现单独投加水泥固化强度不高,且价格昂贵;在固化材料中添加一定量的本地土可大大提高固化强度,并降低固化成本;本地土的掺入量中存在一个峰值,掺入量不可超过此峰值;7天为污泥的最佳固化龄期;水泥和本地土的掺入量与固化体的增容比基本都成线性关系。 (3)对污泥固化进行正交试验,研究发现影响固化体抗压强度的因素主次顺序为:水泥掺入量→本地土掺入量→污泥掺入量。综合考虑固化强度、固化费用和增容比等问题,最终确定一个较优的污泥固化方案:m(污泥):m(水泥):m(本地土)=1:0.11:0.27。 (4)以污泥中常见并含量较高的重金属锌、铅浸出率作为重金属浸出能力指标,研究了本地土及水泥掺入量对固化污泥污染物稳定性的影响和宏观物理包裹对固化污泥污染物稳定作用的影响。通过研究证明了以本地土与水泥为固化剂固化处理污泥的技术在污泥的污染物控制方面是有效的。污泥的固化水平达到岩土工程性质要求的同时也能满足对污染物稳定性控制的要求。 【关键词】：污泥 污泥固化 污泥处理 资源化利用 重金属稳定
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-27
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 污泥的产生及现状12-14
• 1.2.1 污泥的来源12
• 1.2.2 污泥的产量12
• 1.2.3 污泥对环境的危害12-14
• 1.3 国内外污水污泥处置现状及发展趋势14-24
• 1.3.1 国外污水污泥处置现状及发展趋势14-20
• 1.3.2 国内污水污泥处置现状及发展趋势20-24
• 1.4 污水污泥处置存在的主要问题24-25
• 1.5 本课题研究的主要内容25-27
• 第二章 污泥固化技术研究现状27-45
• 2.1 固化技术的分类27-32
• 2.1.1 水泥固化法27-30
• 2.1.2 石灰固化法30-31
• 2.1.3 沥青固化法31
• 2.1.4 玻璃固化法31
• 2.1.5 熔融固化法31-32
• 2.2 固化机理研究现状32-35
• 2.3 固化体长期稳定性研究现状35-39
• 2.4 固化技术对污泥中重金属稳定化作用研究现状39-44
• 2.4.1 污泥中重金属的存在形式39
• 2.4.2 固化技术对污泥化学条件的改变及对重金属的稳定39-41
• 2.4.3 固化技术对重金属的物理封闭作用41-42
• 2.4.4 固化技术对重金属的生物稳定作用42-44
• 2.5 本章小结44-45
• 第三章 污泥性质分析试验45-57
• 3.1 试验条件45
• 3.1.1 试验原料45
• 3.1.2 试验仪器与设备45
• 3.1.3 试剂45
• 3.1.4 污泥样品预处理45
• 3.2 污泥性质分析试验45-54
• 3.2.1 污泥的含水率测定分析试验46
• 3.2.2 污泥的比重测定分析试验46-47
• 3.2.3 污泥的pH值测定分析试验47
• 3.2.4 污泥的TOC测定分析试验47-49
• 3.2.5 污泥的总氮测定分析试验49-50
• 3.2.6 污泥的总磷测定分析试验50
• 3.2.7 污泥的烧失量测定分析试验50-51
• 3.2.8 污泥的化学成分测定分析试验51-52
• 3.2.9 污泥的重金属含量测定分析试验52-53
• 3.2.10 污泥的浸出毒性测定分析试验53-54
• 3.2.11 污泥的热值测定分析试验54
• 3.3 污泥的基本性质测定结果54-56
• 3.4 本章小结56-57
• 第四章 污泥固化处理试验研究57-67
• 4.1 试验材料的基本性质57-58
• 4.2 固化材料掺入量对污泥固化效果的影响58-62
• 4.2.1 试验方案59-60
• 4.2.2 固化剂掺入量与强度的关系60-62
• 4.3 固化龄期与强度的关系62-63
• 4.4 固化污泥的增容比63-65
• 4.5 固化材料的最佳掺入量试验65-66
• 4.6 本章小结66-67
• 第五章 污泥固化处理对重金属的稳定作用试验研究67-75
• 5.1 固化材料掺入量对重金属稳定的影响67-71
• 5.1.1 试验方案67
• 5.1.2 固化污泥的pH值的变化67-68
• 5.1.3 固化污泥重金属的稳定性68-71
• 5.2 固化对污泥中重金属的物理封闭作用试验研究71-72
• 5.2.1 试验方案71
• 5.2.2 固化污泥粒径与重金属浸出的关系71-72
• 5.3 效益分析72-73
• 5.3.1 经济效益73
• 5.3.2 环境效益73
• 5.3.3 社会效益73
• 5.4 本章小结73-75
• 第六章 结论与建议75-77
• 6.1 结论75-76
• 6.2 建议76-77
• 参考文献77-80
• 攻读硕士学位期间参与的课题和发表的文章80-81
• 致谢81

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