Properties and mechanism of red mud in preparation of ultra-lightweight sludge-red mud ceramics

New ultra-lightweight sludge-red mud ceramics (ULS-RMC) were prepared by red mud (RM), clay and dried sewage sludge (DSS). The properties and mechanism of RM in the preparation of ULS-RMC were discussed. The chemical components, thermal properties and mineral phases of RM were determined by energy dispersive X-ray (EDX), differential scanning calorimetry/thermal gravimetric analysis (DSC/TGA) and X-ray diffraction (XRD), respectively. Constant dosage of DSS to clay and different amounts of RM were utilized in the preparation of ULS-RMC. Physical properties test (bulk density, grain density, water absorption and expansion ratio), XRD and scanning electron microscopy (SEM) were employed to characterize the ULS-RMC. The results show that RM exhibits high hydroscopic property and good water-retention property, and bloating property and fluxing property of RM are caused by abound of gaseous components and flux, respectively. The two chemical properties are utilized to discuss the mineral phases and microstructures differences between ULSC and ULS-RMC.     

用于水处理填料的超轻污泥-粉煤灰陶粒的研制

以光大水务(济南)有限公司脱水污泥、粘土为原料,以粉煤灰为添加剂烧制超轻污泥陶粒。通过配比试验和单因素实验,确定了原料添加量和工艺流程;由L18(37)正交试验,得到应用于水处理填料的超轻污泥陶粒的最佳配料比例和最佳烧制流程;最后将所得超轻污泥陶粒进行ICP-AES分析并与商品陶粒进行SEM比较。结果表明,应用于污水处理填料的超轻陶粒吸水率49.46%,堆积密度365.50kg/m3,颗粒密度1047.78kg/m3。经有毒金属浸出测试证明,生产的超轻污泥陶粒有毒重金属浓度在国标要求范围内不会造成二次污染。     

粘土中铁含量对烧制轻质/超轻污泥陶粒的影响

以济南粘土,淄博某砖厂粘土和光大水务(济南)有限公司脱水污泥为原料,不添加任何膨胀剂烧制污泥陶粒。首先对两种粘土进行化学成分分析(EDX),矿物成分分析(XRD)和热重量分析(TGA);之后将粘土和污泥分别进行配比烧制试验,得到不同原料和配比所生产污泥陶粒的物理性质;最后对两种污泥陶粒进行矿物成分分析(XRD)和微观结构分析(SEM)。实验结果表明,济南粘土适合于烧制轻质污泥陶粒;淄博粘土更适合于烧制超轻污泥陶粒。两种粘土化学成分除含铁量外其它成分基本相似但矿物组成有所不同,并且污泥陶粒物理性质的变化随着污泥添加量的增大表现出明显不同的趋势。由于两种粘土中所含铁量的不同,生产的两种陶粒在矿物组成和微观结构上也有所差异。     

城市污水厂污泥制备陶粒滤料及其特性

以城市污水处理厂脱水污泥作为主要原料,添加粉煤灰和粘土烧制陶粒滤料,考察了烧制过程中各主要因素(干燥时间、预热温度、预热时间、焙烧温度和焙烧时间)对产品性能(比表面积、堆积密度和颗粒密度)的影响,最终结合正交实验确定了污泥作为主要原料烧制陶粒的最佳工艺条件. 结果表明,污泥与辅料的最佳质量配比为：污泥:粉煤灰:粘土=2:3:1,烧制陶粒的最佳工艺条件为：干燥时间1 h,预热温度300℃,预热时间20 min,焙烧温度1100℃,焙烧时间8 min,此时制得的陶粒比表面积为4.222 m2/g,堆积密度为635 kg/m3,颗粒密度为1146 kg/m3,孔隙率为22.4%,盐酸可溶率为0.18%,破碎率为0.4%.     

碱性介质对Co/Fe-LDH催化剂的性能影响

采用水热共沉淀法,考察强、弱两种碱性介质对制备Co/Fe-LDH的影响,以SEM,XRD,3D-EEM和GC等分析方法对所得催化剂的性质性能进行表征并通过活化过二硫酸钾(PS)降解苯胺考察其催化活性差异。结果表明：相比以氢氧化钠和碳酸钠的强碱性介质,以氨水和氯化铵的弱碱性介质环境下制备的Co/Fe-LDH催化剂具有更好的晶形结构和更高的催化活性,当Co∶Fe为3∶1,PS浓度为100 mg/L,苯胺浓度为10 mg/L,催化剂投加量为0.1 g/L,反应时间20 min时弱碱性介质制备的Co/Fe-LDH催化剂对苯胺去除率可达94.22%,其催化活性是强碱性介质制备催化剂的2.16倍。     

绿色高效铁阴极Fenton体系氧化降解对硝基苯酚的应用研究

针对传统Fenton技术pH限制严格、铁泥产量大、酸碱药剂消耗量大等缺点,开发了电化学酸碱调节耦合铁阴极Fenton技术。利用电解水产生的H⁺和OH^-,实现了Fenton反应所需酸性环境和后续中和过程的绿色调节。在铁阴极Fenton系统中,施加的阴极电势可以抑制铁离子的释放,促进Fe³⁺还原为Fe²⁺。研究发现,在铁阴极上施加1.2 V (vs SCE)的电位,连续通入200 mg/L H₂O₂的情况下,30 min内组合系统可以实现98%的对硝基苯酚降解率。同时,COD和TOC去除效率分别为79%和60%。与传统的Fenton工艺相比,电导率从4.35 mS/cm略微增加到4.37 mS/cm,最大限度地减少了水体盐度的增加。总的来说,这种组合系统是生态友好、节能的,并且具有广阔的工业应用前景。     

电化学阴阳极协同降解有机磷及同步回收磷酸钙

为解决工业循环水系统中有机磷阻垢剂添加引发的磷污染和磷资源短缺等问题,本文构建了电化学阴-阳极协同反应体系,利用硼掺杂金刚石（BDD）阳极氧化反应实现有机磷的降解,同时阴极电解反应营造的局域强碱性氛围有利于磷酸钙在阴极的富集。以乙二胺四亚甲基膦酸（EDTMP）为目标阻垢剂,研究了不同参数对EDTMP降解和无机磷回收性能的影响,结果表明：BDD阳极电化学反应产生的强氧化性?OH是氧化EDTMP的主要活性物种,增加电流密度有利于EDTMP的降解,电流密度从3mA/cm²增加到30mA/cm²时,总有机碳（TOC）去除率从14%增加到72%,无机磷产量从6.5mg/L增加到9.9mg/L,磷回收效率从21%同步增加到83%。初始pH（3.0～12.0）对磷回收效率影响较小。Ca²⁺浓度增加有利于水体中磷的回收,Ca²⁺浓度从25mg/L增加到100mg/L时,磷回收效率相应地从46%提升到83%。电化学反应体系内,磷主要以非晶态的磷酸钙形式在阴极表面富集,沉积物种Ca/P物质的量之比约为0.6。     

日本污水处理系统温室气体排放量计算及控制

污水处理过程会产生大量以二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等为主的温室气体,至2030年我国污水处理行业的温室气体排放量将达到全国温室气体排放量的2.95%,因此污水处理系统的低碳化/零碳化运行对我国达成“碳达峰、碳中和”的战略目标具有重要意义。准确掌握和评估污水处理设施能耗和其温室气体排放行为,是行之有效制定污水处理系统温室气体减排策略的坚实基础。为此,以日本环境省发布的《污水处理系统全球变暖对策手册》为参考,对污水处理厂各单元温室气体的产生来源和排放量计算方法及相应的减排措施进行了梳理和总结,旨在为我国污水处理系统温室气体排放量核算和碳减排方面的研究及其应用提供参考。