污泥陶粒的制作及特性研究

以城市污水处理厂的脱水污泥作为主要材料,添加粘土和炉渣烧制陶粒滤料。研究了原料配比、预热温度、预热时间、焙烧温度、焙烧时间对陶粒性能即吸水率、堆积密度、颗粒密度的影响。最终陶粒烧制的最佳配比和工艺条件为：炉渣20%,污泥50%,粘土30%,水38%,预热温度400℃,预热时间20 min,焙烧温度1 000℃,焙烧时间30 min。     

牛粪、矿渣与污泥烧制高强陶粒研究

本研究用牛粪、矿渣、污泥进行陶粒烧制实验,确定了最佳配比为牛粪10％,污泥35％,矿渣55％,最佳烧制工艺为干燥2h,预热温度350℃,预热时间20 min,焙烧温度1200℃,焙烧时间10 min.性能检测为堆积密度为417 kg,/m3、密度等级为500级、吸水率为0.9％、筒压强度为10 MPa,完全符合轻集料及其试验方法(GB/T17431.1-1998)中规定的高强陶粒的要求.     

污泥陶粒的制备及其对废水中氮磷的去除

本文从废物综合利用出发,利用污水处理厂脱水污泥作为原料烧制污泥陶粒,对原料的配料配比、烧制工艺条件进行单因素和正交实验,结果表明污泥陶粒原料最佳配比为高岭土:污泥=7:3,最佳烧制条件为预热温度400°C,预热时间20min,焙烧温度1050°C,焙烧时间10min。同时将该污泥陶粒作为吸附填料用于污水中氮磷处理,并取得了良好的效果。     

800密度等级的渣土陶粒制备及性能研究

为进一步促进城市渣土资源化利用,本文研制了800密度等级,粒径不同(10~15 mm,15~25 mm)的渣土陶粒.探究了原料配方、烧制工艺对渣土陶粒性能的影响规律,同时采用超景深光学显微镜和扫描电镜对渣土陶粒的微观结构进行了分析.研究结果表明:(1)渣土:粉煤灰质量配比为75∶25时,预热温度500 ℃,预热时间20 min,焙烧时间15 min,焙烧温度1190 ℃下,可制备出不同粒径(10~15 mm,15~25 mm)的800密度等级渣土陶粒;(2)15~25 mm粒径的渣土陶粒,筒压强度为4.6 MPa,堆积密度729 kg/m3,表观密度1329 kg/m3,1 h吸水率为1.7%,烧失量1.4%;10~15 mm粒径的渣土陶粒,筒压强度为5.2 MPa,堆积密度760 kg/m3,表观密度1483 kg/m3,1 h吸水率为1.6%,烧失量1.4%;(3)不同粒径下的渣土陶粒微观结构均比较疏松,其中小粒径渣土陶粒内部结构相比大粒径较疏松,孔隙较多,孔径较大.     

煤泥制备陶粒滤料的研究

研究了煤泥烧制陶粒滤料的制备工艺,分析了制备过程中预热温度、预热时间、焙烧温度、焙烧时间对陶粒性能的影响,并对煤泥陶粒的膨胀机理进行了探讨。研究结果表明,在最佳工艺条件下制备的陶粒比表面积35.337 m2/g,堆积密度586kg/m3,吸水率48.89%,容重1 023.45 kg/m3,空隙率56%,盐酸可溶率0.54%。     

煤矸石陶粒制备工艺的优化实验

本文研究烧制煤矸石陶粒的原料比例和工艺制度.通过对煤矸石的成分分析确定烧制煤矸石陶粒的原料及原料配比;查阅相关资料制定了陶粒的预热温度、烧结温度、烧结时间等制备工艺参数,进行平行实验.依据基础实验结果制定影响陶粒性能的主要影响因素,进行烧制工艺优化实验,分析影响实验结果的因素.通过基础实验得出:当原料比例为煤矸石∶粉煤灰∶膨胀剂=78∶15∶7,烧结温度达到1150℃时,冷却,烧制的陶粒堆积密度785 kg/m3;筒压强度5.9 MPa;吸水率3.5％.通过优化分析,当以筒压强度为考核指标时最优方案A2B3C2、以堆积密度为考核指标时最优方案A2B2C1、以吸水率为考核指标时最优方案A3B1C2;影响最显著的因素是A.结论:煤矸石烧制的最佳工艺为预热温度为500℃,预热时间30 min;烧结温度为1 150℃;烧结时间为15 min;然后冷却.通过优化设计的极差分析和方差分析结果可知预热温度对陶粒性能影响最显著.     

城市污水厂污泥烧制陶粒工艺研究

污泥作为污水厂的副产物,必须进行适当的处理。利用污泥烧制陶粒可以有效减少污水厂污泥排放量,同时又充分利用了污泥,真正实现了＂减排＂甚至＂零排放＂。从原料配比和烧制条件上对利用污泥烧制陶粒进行了研究分析。结果表明,以污泥为主要原料,以水玻璃为添加剂,另加适量比例的水,在一定烧制温度和保温时间下烧制陶粒产品,最佳配比和烧制条件为：水玻璃含量20%,水含量70%,预热温度400℃,预热时间20 min,烧结温度1000℃,烧结时间30 min。     

硼泥陶粒制备工艺的优化实验研究

本文根据硼泥的化学成分设计了制备硼泥陶粒的原料比例,参考相关资料制定了陶粒的预热温度、烧结温度、烧结时间等制备工艺参数,进行基础实验.通过基础实验确定烧制硼泥陶粒的主要影响因素及适宜的工艺参数,进行正交试验,确定制备硼泥陶粒的合理原料配比和最佳的焙烧制度:预热温度450℃,焙烧温度1200℃,焙烧时间15 min.制备出硼泥陶粒试样的技术性能为:表观密度833 kg/m3,筒压强度4.7 MPa,1h吸水率2.3％,远低于吸水率≤22％的国家标准规定,既具有高强膨胀的特性,又具有极低的吸水率.     

用于水处理填料的超轻粉煤灰陶粒的研制

以粉煤灰和粘土作为原料制备可用于水处理填料的超轻粉煤灰陶粒。首先对原料组分进行化学组分分析(XRF)和热分析(DSC/TGA);其次对原料进行配比烧制试验、单因素实验,确定了原料配比和工艺流程;再次,由L_9(3~4)正交试验,得到应用于水处理填料的超轻粉煤灰陶粒的最佳工艺流程;最后对烧制的粉煤灰陶粒进行矿物组成分析(XRD)和微观结构分析(SEM),观察陶粒的微观结构。结果表明,以30%粉煤灰∶60%粘土∶2%发泡剂∶5%秸秆粉为原料配比比例,在600℃下预热20 min,1240℃下烧结30 min的烧结工艺下所制备的粉煤灰陶粒具有密度接近于水(1.10 g/m L),表面有显著气孔,内部孔隙发达,适宜微生物的附着和生长的特性。     

以给水厂污泥制备新型陶粒及其性能优化

随着自来水需求及处理量增加,给水厂的副产物-给水污泥产量日益增加,其最终处置急需合理解决.以给水厂污泥为主料,粉煤灰、黏土及玻璃粉为辅料,烧制陶粒,试样孔隙均匀,三维连通,可作为无土栽培、中水处理及人工湿地填料.通过单因素试验研究制备过程中原料配合比、烧结温度及烧结时间等因素对陶粒性能的影响.试验采用SEM和XRD进行了微观结构和物相分析,并确定最佳工艺参数:配合比为给水污泥60％,粉煤灰16％,黏土16％,玻璃粉8％,预热温度500℃,预热时间20 min,烧结温度1170℃,烧结时间20 min.陶粒试样表观密度1.388 g·cm-3,堆积密度0.7636 g·cm-3,吸水率23.65％,空隙率44.99％.     

响应曲面法优化污泥/粉煤灰复合陶粒滤料的制备

以污泥、粉煤灰和废玻璃为原料,辅以硅酸钠作为黏结剂,烧制复合陶粒滤料。在单因素实验基础上,利用Box-Behnken响应曲面法优化,考察了预热温度、烧结温度、烧结时间等因素及其相互作用对复合陶粒滤料性能的影响。研究结果表明,响应曲面建立的数学模型拟合度较高,预热温度、烧结温度和烧结时间3个因素之间的交互作用对复合陶粒滤料吸水率均有显著影响,烧结时间是最主要的因素。在污泥、粉煤灰、废玻璃的质量比为4∶3∶3,辅以3%（以质量分数计）硅酸钠黏结剂,预热温度为500 ℃,预热时间为20 min,烧结温度为1 133 ℃,烧结时间为23 min条件下,可制备出满足CJ/T 299—2008《水处理用人工陶粒滤料》要求的陶粒滤料。与其他陶粒对比,污泥/粉煤灰复合陶粒滤料具有低表观密度和高吸水率等优点,适宜作为水处理滤料及人工湿地填料。     

废纸造纸污泥陶粒的制备与性能表征

以废纸造纸污泥为原料,辅以集料尾泥(主要成分为粘土)和粉煤灰进行配料,在模拟实际加工工况下制备烧结污泥陶粒,对其微形貌和力学性能进行了表征. 结果表明,当污泥含量高于40%(w)时,有机物氧化释放的热量使高温熔体粘度降低,同时产生的气体压力增大使熔体发胀,从而使陶粒变轻,有明显的降低烧结温度的作用. 当陶粒坯体中含污泥50%(w,干基)、粉煤灰30%(w)、集料尾泥20%(w)时,1140℃烧结后所得陶粒的堆积密度为0.75 g/cm3,盐酸可溶率为0.54%(w),筒压强度为6.32 MPa.     

Preparation of high-strength ceramsite from red mud,fly ash,and bentonite

High-strength ceramsite was prepared from red mud, fly ash, and bentonite without any other chemical additives by a two-stage sintering process. In addition, the raw material weight ratio, and sintering condition (sintering temperature, sintering time, preheating temperature, and preheating time) were investigated, and their effects on the ceramsite properties were determined. The mineral compositions, crystalline phases, microstructures, and hazardous substances solidification were determined by X-ray diffraction analysis, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, and inductively coupled plasma optical emission spectroscopy. Under the optimal synthetic conditions (RM:fly ash:bentonite = 60:30:10, preheating temperature of 450 °C, preheating time of 10 min, sintering temperature of 1150 °C, and sintering time of 25min), the ceramsite exhibited a high compressive strength of 21.01 MPa, 1-h water absorption of 1.21%, and bulk density and apparent density were 994 and 1814 kg/m³, respectively. Furthermore, the concentrations of toxic substances leaching from the ceramsite were considerably lower than the Chinese national standard (GB 3838-2002), which implies that RM-based ceramsite cannot cause secondary environmental pollution. The prepared ceramsite exhibiting a high compressive strength, low water absorption, and effective solidification of deleterious elements can be used to prepare building concrete and lightweight partition boards. Importantly, the reuse of RM for the production of ceramsite is an effective approach for the disposal of harmful RM.     

城市污泥掺量对煤气化渣陶粒性能影响

以煤气化渣为主要原材料烧制陶粒,研究了陶粒的烧结制度以及城市污泥掺量对陶粒性能、孔结构影响及微观作用机制。结果表明:陶粒烧结制度为500 ℃预热30 min,1 100 ℃烧结15 min时,煤气化渣陶粒强度可达11.3 MPa,且烧结出污泥质量掺量为20%、筒压强度为6.7 MPa的轻质高强陶粒;城市污泥掺量改变了陶粒孔结构和孔径分布,陶粒孔隙率及平均孔径随着污泥掺量的增加而增大,陶粒内部结构变得疏松,使得陶粒吸水率增加、堆积密度减小,且对陶粒强度带来不利影响。     

陶瓷相结合粉煤灰漂珠轻质隔热材料的制备及性能研究

以钾长石和粉煤灰漂珠为主要原料,矾土为调质剂,在空气气氛下经900~1 150 ℃保温1 h制备得到轻质隔热材料,并研究了烧成温度与矾土含量对轻质隔热材料服役性能的影响规律及作用机理。结果表明,通过提升烧成温度或增加矾土含量,能够有效优化轻质隔热材料的常温物理性能。当烧成温度为1 100 ℃、调质剂矾土质量分数为20%时,试样具有最佳物理性能,其体积密度约为(0.97±0.01) g·cm^-3,真气孔率约为(63.7±0.5)%,常温耐压强度达到(9.42±0.21) MPa,同时其300 ℃和600 ℃下的高温热导率分别约为0.147 W/(m·K)和0.229 W/(m·K),与一般轻质隔热材料相比同样具有优异服役性能,且制备成本较低。     

The effect of noncondensable gas on heat transfer in the preheater of the sewage sludge drying system

We used a shell-and-tube type preheater to investigate the effect of noncondensable gas on heat transfer. In the preheater of the drying system, heat is exchanged between steam-air mixed gas which is dryer outlet gas and sewage sludge. To evaluate the performances of the preheater, water was first used in the tube-side material instead of sewage sludge and steam-air mixed gas in the shell-side material. The test variables were as follows: mixed gas inlet temperatures range from 95 to 120 °C; inlet air content, m _air /m _steam from 55 to 83%; tube-side water flow rate from 42 to 62 kg/h. The shell-side heat transfer coefficient varied from 150 to 550W/m²K, which corresponds to the amount of noncondensable gas in the steam-air mixed gas and the overall heat transfer coefficient varied from 60 to 210W/m²K. Using sewage sludge as a tube-side material the overall heat transfer coefficient varied from 60 to 130W/m2K and the outlet temperature of sewage sludge was above 90 °C, which is high enough for reducing energy consumption in the dryer by preheating the sewage sludge.