【文章內(nèi)容簡介】 (4)用于天面隔熱、找坡輕質(zhì)陶粒用于天面隔熱找坡具有隔熱效果明顯。整體性好、施工簡便?？箟簭姸雀摺？捎谰眯允褂?。屋面可以承重,且鋼筋砼結(jié)構(gòu)無需找坡,可以按使用要求鋪設(shè)排水坡度,大大方便了設(shè)計和施工.(5)用于樓地面、管道、廚、廁和軟基礎(chǔ)的回填和墊層輕質(zhì)陶粒用于墊層可提高樓層保溫、隔熱、隔音及承載力,可方便地面中管線的布置和安裝,可防止樓地面回潮。用于衛(wèi)生間廁盆、浴缸回填,大大減輕了樓面荷載?？煞奖愎奋浕A(chǔ)處理.(6)用于天臺花園綠化輕質(zhì)陶粒用于天臺花園具有減輕樓面荷載,保護泥土不隨水流失及快速疏通積水,并在炎熱干燥時保持土壤水份和肥料的供給.本論文的目的是以城市污水處理廠脫水污泥作為原料制備污泥陶粒，并對污泥陶粒在廢水處理實驗中的應(yīng)用性能進行檢驗。本論文以污泥作為主要原料，以高嶺土和碳酸鈣、碳鋁粉作為輔料來燒制陶粒濾料，對配料的最佳配比進行了篩選。并考察了燒制過程中各主要因素(干燥時間、預(yù)熱溫度、預(yù)熱時間、燒脹溫度和燒脹時間)對產(chǎn)品性能指標(比表面積、松散容重和顆粒容重)的影響，最終根據(jù)做出樣確定了污泥作為主要原料燒制陶粒的最佳工藝條件，為此項污泥資源化技術(shù)的：工業(yè)化應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)：然后，將污泥陶粒與普通商品陶粒作對照，檢驗其在廢水處理實驗中的性能，進一步論證了其在廢水處理中的可行性，為污泥陶粒的推廣應(yīng)用提供了可靠的技術(shù)依據(jù)。，綜上可以看出，以脫水污泥制備陶粒濾料，既解決了污泥的二次污染問題，同時又將污泥變“廢”為“寶”，使其成為一種有用的資源，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益的完美結(jié)合，走出了一條可持續(xù)發(fā)展的新路。因此，本論文具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。第二章 試驗原理、設(shè)備及試驗操作、技術(shù)路線污泥是由代謝的微生物尸體和吸附物組成，排放時含水量在99%以上，經(jīng)過機械脫水后呈泥土狀，含水率仍達80%左右。我們以前處理脫水污泥主要是用填埋、焚燒、排海、堆肥等方法。但由于現(xiàn)在許多城市的排水系統(tǒng)大多有工業(yè)廢水排入，致使脫水污泥中的有害物質(zhì)增多，另外脫水污泥經(jīng)機械脫水時，加入的絮凝劑對土壤有板結(jié)作用，當(dāng)用于農(nóng)業(yè)應(yīng)用時，易使土質(zhì)惡化，同時污泥中的有害物質(zhì)會在土壤中累積，病毒等也易污染土壤，直接或間接地危害人類的身體健康[9]。這些使得脫水污泥的處理處置日趨困難。部分地區(qū)的脫水污泥甚至沒有經(jīng)過處理，露天堆放，容易重新循環(huán)到環(huán)境中，再次造成污染。一些發(fā)達國家和地區(qū)目前采用焚燒的方法處理脫水污泥，這樣可以避免有害物質(zhì)重新回到環(huán)境中造成污染。但焚燒處理的費用較高，每噸污泥（含水率80%）的處理成本在200元左右[10]。從我國的現(xiàn)狀來看，脫水污泥的焚燒處理在經(jīng)濟上難以承受。因而，我們有必要對脫水污泥的處理處置及資源化進行研究，找出適合我國國情的處理處置及資源化方法。國內(nèi)目前對直接利用脫水污泥研制陶粒的報道很少，幾乎都是污泥焚燒后再制陶粒，這種方法能耗大，且未能充分利用污泥中的有機成分。上海建筑科學(xué)研究所對直接利用脫水污泥制陶粒的研究實驗，所使用的為工業(yè)污泥[11]，且只作配料，用量很少，占20%左右，未能達到大量處理脫水污泥的目的。本試驗用脫水污泥為主要原料制取陶粒，其污泥用量將達50%以上。用脫水污泥制取陶粒不僅將污泥農(nóng)用的風(fēng)險減少，且能變廢為寶，達到以廢治廢的目的，大大降低了處理脫水污泥的費用。此外，利用污泥生產(chǎn)陶粒還可節(jié)約資源，減少堆放污泥的占地，還可使污水處理廠產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益。關(guān)于陶粒的燒脹，許多專家認為，其原料應(yīng)當(dāng)滿足下列兩個條件才能產(chǎn)生膨脹[12]第一、它應(yīng)當(dāng)有一定的化學(xué)組成，并有一定數(shù)量的對SiO2和Al2O3起助熔作用的熔劑，使物料在高溫下產(chǎn)生足夠粘稠的熔融物，以便能夠包住氣體，產(chǎn)生孔隙。第二、原料應(yīng)當(dāng)含有能在物料達到熔融溫度時分解放出氣體，或是與其它物質(zhì)反應(yīng)放出氣體的物質(zhì)。以上兩個條件主要決定于原料的化學(xué)成分和礦物組成。生產(chǎn)陶粒的原料不論采用什么原料，其對成分的要求都要適合一定的范圍，否則達不到上述燒脹的兩個條件。對原料成分的要求Riley和Wilson做了大量的工作[13]，通過對大量樣品膨脹性能的研究，他們提出了一個以氧化硅、氧化鋁和熔融物（氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂、氧化鉀、氧化鈉）為三個頂點的相圖，如圖31所示。他們認為凡是原料組成在相圖上特定區(qū)域內(nèi)（圖中陰影部分）的物質(zhì)幾乎都具有燒脹特性。丹麥史密斯公司的專家根據(jù)對Leca陶粒的原料化學(xué)成分進行統(tǒng)計，認為具有一般燒脹性能的陶粒原料，其組成成分范圍應(yīng)如圖21中所示[14]。由于污泥富含有機質(zhì)，在加熱升溫的過程中會發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氣體（主要是COH2O、HCO、CHSO2等），可以滿足上述的條件之一。但污泥的無機成分不能滿足對原料化學(xué)成分的要求，因此我們需要對原料的成分進行調(diào)整，添加一定的物質(zhì)，使之滿足條件。目前生產(chǎn)陶粒的方法主要有燒結(jié)、燒脹、蒸壓和蒸養(yǎng)等[15]。我們用于生產(chǎn)陶粒的主要原料是脫水污泥,由于其中含有大量的有機質(zhì)和其它物質(zhì),因而采用蒸壓和蒸養(yǎng)的方法都不可能。我們研究的是陶粒,因此只能采用燒脹的方法生產(chǎn)。另外，城市生活污泥制取陶粒的研究在成球工藝上一般有兩種工藝，即使用成球盤的粉磨成球和擠壓的塑化成球。由于脫水污泥含水率較高（80%左右），而采用粉磨成球的原料必須先干燥粉碎后再成球，這樣就將增加陶粒的生產(chǎn)成本。所以我們采用擠壓的塑化成球。試驗路線選定如圖2原料稱量均化塑化成球陶粒成品冷卻焙燒預(yù)處理干燥圖22試驗路線本試驗采用的設(shè)備主要有：架盤天平（Max=5000g,e=2g）一臺架盤天平（Max=100g,e=）一臺電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱（300℃）一臺電阻爐溫度控制器（1300℃）一臺箱式電阻爐（1300℃）一臺球磨機 型號：SQ．B，容積6．5L標準篩 國家統(tǒng)一標準篩，不繡鋼網(wǎng)，直徑20mm。本試驗采用的試驗原料有：脫水污泥（武進城區(qū)污水處理廠）高嶺土（福州）碳以上各原料的化學(xué)組成如表3所示。表3原料的化學(xué)組成（Wt﹪）組成成分 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O高嶺土 碳 本試驗是以活性污泥為主要原料，添加一定量的高嶺土、碳等，在高溫條件下進行的。首先稱好高嶺土所需的量，同時稱量碳一起加入已稱好的脫水污泥中，反復(fù)多次地混合，使原料輔料充分混合均勻。加水調(diào)節(jié)含水量，反復(fù)捏拌，再將拌好的料用手工成球，制成直徑約為5～10mm的生料球備用。將生料球放入電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱中，在100℃～110℃的條件下干燥。同時將箱式電阻爐升到預(yù)熱溫度，待料球干燥好后，把干燥的料球移入箱式電阻爐中，恒溫處理一定時間后再取出。把箱式電阻爐升溫到燒脹溫度，將經(jīng)過預(yù)處理的料球快速移到箱式電阻爐內(nèi)，讓其恒溫焙燒到規(guī)定的燒脹時間后取出，在空氣中自然冷卻，即得到所需的產(chǎn)品。陶粒的性能指標很多，由于實驗室中的設(shè)備有限，且燒制的陶粒數(shù)量較少，所以只是有選擇性的對陶粒的幾個重要指標進行測定，主要是陶粒的松散容重、顆粒容重和吸水率三項指標。測定方法按中華人民共和國國家標準《輕質(zhì)骨料試驗方法》[16]的規(guī)定進行。將燒制的陶粒放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中烘至恒重。用藥匙將陶粒從離量筒口上方5cm處均勻倒入，讓陶粒自然落下，不得碰撞量筒，表面凹陷處用較小的陶粒填平后，讀出體積。平行測定三次，取平均值。松散容重按下式計算：R=m*1000/v式中:一陶粒的松散容重(kg／m3)；腳一陶粒的重量(g)；y一陶粒的松散體積(m1)。 將陶粒烘至恒重，稱量得肼，將陶粒浸水1h取出，然后將其倒人20目的篩予中，濾水12min，再倒在擰干的濕毛巾上，用手抓住毛巾兩端，使其成槽形，讓陶粒在毛巾上往返滾動四次后，將陶粒倒入瓷盤，擰干毛巾，重復(fù)上述步驟1次。將試樣倒入10ml的量筒里，再注入5ml清水，讀出量筒的水位(平行測定三次，取平均值。陶粒的顆粒容重按下式計算：Rk=m*1000/(v5)式中：Rk一陶粒的顆粒容重(kg／m3)；m一陶粒的重量(g)； v倒入試樣和放入壓板后量筒的水位(m1)。