污泥预处理及其在硅酸盐制品中的应用研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lanbour156
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污泥是典型的固体废弃物,包含多种有害成分,对环境的危害性极大,如何高效地解决污泥处理处置难题已成为各地亟待解决的问题。与此同时,我国已经全面禁止使用破坏耕地资源的粘土实心砖,新型墙体材料研发已成为行业趋势。从污泥的组成上看,其具备用于生产建筑材料的潜质。目前,该领域的研究多集中于烧结制品,对免烧结材料的研究较少。本文从污泥建材化利用角度出发,在完成预处理的基础上,对其在硅酸盐建筑制品中的应用展开研究,为实现污泥处理处置与新材料研发相结合提供支持。本文首先依据污泥TG-DTA分析结果对其进行热干化与粉磨处理,利用多种分析测试方法研究了干化污泥的物理化学性质。其次将干化污泥与石灰、粉煤灰、砂等材料按比例混合制备硅酸盐制品,通过制品力学性能与水化产物的变化规律,研究污泥的合理掺量及制品适宜的养护条件,并在此基础上通过制品的物理性能、耐久性能、环境安全性分析对污泥在硅酸盐制品中的应用情况进行综合评价。研究结果表明:干化污泥颗粒中主要含有Si O2、Fe2O3、Al2O3等晶体成分,同时含有P2O5、SO3、重金属等有害物质和少量有机物,颗粒形貌极不规则,比表面积大;300℃下污泥中糖类、蛋白质等组分受热分解,残留以酰胺类为主的有机物,向污泥中掺入石灰可将该类有机物分解去除,使其具备在硅酸盐制品中应用的可行性;污泥粉煤灰硅酸盐制品的主要水化产物有托贝莫来石、CS-H(I)凝胶、水化石榴石、钙矾石。原材料比例、养护制度将显著影响污泥粉煤灰硅酸盐制品的各项性能,随着污泥掺量的增加,制品内部结晶程度提高,孔隙率上升,内部缺陷增多,导致制品抗压强度、抗折强度降低,吸水率提高,抗冻性变差。若养护条件适宜,制品中污泥掺量最高达可达20%,此时力学性能仍能满足硅酸盐建筑制品相关行业标准,并且污泥中的重金属得到有效固结,不会危害自然环境和人体健康。然而,本研究条件下从保证污泥粉煤灰硅酸盐制品耐久性考虑,实际应用中污泥掺量应控制在20%以内。
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