污泥固化处理技术及重金属污染控制研究

论文摘要

针对污泥在固化处理和资源化利用过程中所面临的经济可行性、材料稳定性以及二次污染问题，本文研究开发了骨架构建固化技术，并展开了生物、化学条件对固化污泥材料稳定性影响、固化技术对污泥中重金属的稳定作用以及二次污染预测和控制的研究工作，具体内容包括： （1）提出采用废弃疏浚淤泥作为骨架材料对污泥进行固化处理的新型固化技术和固化理论，采用X-射线衍射、吸附试验以及孔隙水分析试验从水化反应进行程度的角度解释了骨架构建固化技术的原理。 （2）将水化产物中的钙离子作为代表性离子，建立了固化污泥中水化产物和酸反应的化学动力学模型；采用生物反应器强化微生物活性建立了固化污泥中机物降解的动力学模型。采用化学动力学模型和有机物降解动力学模型对固化污泥在酸雨作用下以及微生物作用下的长期强度进行了评价。 （3）采用柔性壁渗透仪模拟酸雨以及微生物强化条件，开展了酸雨和微生物的活动对固化污泥的长期渗透性的影响研究，并对渗透性变化的机理进行了分析。 （4）通过改变浸取液的pH和Eh模拟了化学条件变化对固化污泥中重金属浸出的影响；采用生物反应器模拟了硫杆菌活动对固化污泥化学条件的改变以及对重金属浸出的影响；改变固化污泥的粒径研究了物理封闭效应对重金属浸出的影响。 （5）采用柔性壁渗透仪获得了固化污泥中重金属的穿透曲线，并采用遗传算法反演了固化污泥的水动力弥散参数。 （6）对固化污泥中重金属的二次污染进行了预测，并将固化污泥的重金属污染控制问题归结为源项控制反问题和参数优化问题，提出了固化污泥污染控制的技术方案。

论文目录

• 前言
• 摘要
• ABSTRA.CT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 污泥处置技术研究现状
• 1.3 污泥固化技术研究现状
• 1.4 污染物迁移扩散数学模型
• 1.5 本文的主要研究内容及技术路线
• 第二章 污泥固化处理的骨架构建技术
• 2.1 试验材料及实验方案
• 2.2 固化污泥的无侧限抗压强度
• 2.3 固化污泥的增容比
• 2.4 骨架构建技术的优化设计方法
• 2.5 骨架构建技术固化污泥的机理
• 2.6 本章小结
• 第三章 固化污泥作为土材料的长期稳定性研究
• 3.1 酸对固化污泥长期强度的影响
• 3.2 酸对固化污泥长期渗透性的影响
• 3.3 微生物对固化污泥长期强度的影响
• 3.4 微生物对固化污泥长期渗透性的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 固化技术对重金属污染的控制机理
• 4.1 固化技术对重金属的物理封闭效应
• 4.2 固化技术对重金属的化学稳定作用
• 4.3 固化技术对重金属的生物稳定作用
• 4.4 本章小结
• 第五章 低透水性污染介质的水动力弥散参数研究
• 5.1 污染物迁移的基本方程
• 5.2 低透水性污染介质水动力弥散参数的计算方法
• 5.3 固化污泥中重金属迁移参数研究
• 5.4 本章小结
• 第六章 固化污泥对环境的影响预测及污染控制
• 6.1 对流一扩散方程的数值解法
• 6.2 固化污泥中重金属污染预测
• 6.3 污泥固化技术中的重金属污染控制方法
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 论文及科研情况
• 致谢