污水厂污泥配制水泥及其结构固化行为研究

论文摘要

利用水泥回转窑处理城市垃圾正日益得到全球水泥行业的关注。本文在对现有的处理污水处理厂污泥方法对比分析的基础上，在实验室内尝试利用污泥配料煅烧生态水泥熟料，探讨了利用水泥回转窑处理污水处理厂污泥的有关问题。本文通过生料烧结性能实验、水泥熟料矿物相分析实验和岩相分析实验讨论了掺烧污泥对水泥烧成行为的影响；运用SEM对水泥水化产物的微观形貌观察分析及水泥胶砂强度实验讨论了掺烧污泥对水泥水化、硬化过程及强度性能的影响；利用原子吸收法分析研究重金属元素在熟料中固化率的有关问题。在这些实验的基础上，进行有关理论分析，得到了下列结论：掺烧污泥在一定程度上改善了生料的易烧性，熟料矿物相的形成温度有降低的趋势。各熟料矿物发育良好、结构清晰。各熟料矿物相的种类与工况下正常生产的水泥熟料没有区别。掺加适量污泥不但没有增加熟料煅烧的难度和降低水泥强度，反而在一定程度上具有促进作用，表现为其水泥强度达到42.5标号水泥强度要求；同时水泥在各龄期水化充分，水化产物发育正常、结构致密，说明在实验室模拟条件下掺烧适量污泥能够生产出质量合格的水泥产品。所研究重金属元素在模拟煅烧条件下的固化率分别为：Cu 89.3％；Zn88.0％；Pb 90.1％；Cr 93.9％；重金属元素在实验室掺烧污泥生产的水泥熟料固化率与工况条件下的固化率相当；28天水化产物中Pb、Cr的固化率较其他固化方式高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 国内外城市垃圾处理现状
• 1.1.1 垃圾堆放填埋
• 1.1.2 垃圾焚烧
• 1.1.3 垃圾焚烧发电
• 1.2 水泥工业利用废弃物的主要途径及问题
• 1.3 国外环保水泥生产实例
• 1.4 郑州市城市污泥处理现状
• 1.5 城市污泥中重金属处理问题
• 1.6 利用城市污泥配料煅烧水泥熟料的方法简述
• 2 研究内容与实验方法
• 2.1 研究内容
• 2.2 实验原料及配料方案
• 2.2.1 实验用原料及化学全分析
• 2.2.2 原料的前期处理
• 2.2.3 原料配比的确定
• 2.3 煅烧试样制备及煅烧方案
• 2.3.1 煅烧试样制备
• 2.3.2 煅烧方案
• 2.4 实验方案
• 2.5 实验用仪器及设备
• 2.5.1 宏观测试用仪器设备
• 2.5.2 微观测试用仪器设备
• 3 掺烧污泥对水泥烧成行为的影响
• 3.1 掺烧污泥熟料中游离氧化钙（f-CaO）测试
• 3.1.1 研究内容
• 3.1.2 研究方法
• 3.1.3 实验结果
• 3.1.4 结果分析
• 3.2 熟料矿物相的分析及研究
• 3.2.1 研究内容
• 3.2.2 研究方法
• 3.2.3 实验结果及分析
• 3.3 熟料矿物岩相结构分析
• 3.3.1 研究内容
• 3.3.2 研究方法
• 3.3.3 结果分析
• 3.4 本章小结
• 4 掺烧污泥对水泥水化、硬化过程及强度的影响
• 4.1 掺烧污泥对水泥强度的影响
• 4.1.1 研究目的及方法
• 4.1.2 样品准备
• 4.1.3 实验结果及分析
• 4.2 掺烧污泥对水泥水化、硬化过程的影响
• 4.2.1 研究目的
• 4.2.2 研究方法
• 4.2.3 实验结果及分析
• 4.3 本章小结
• 5 污泥中重金属元素在水泥熟料中的固化
• 5.1 研究的目的及方法
• 5.1.1 研究目的
• 5.1.2 研究方法
• 5.1.3 样品处理
• 5.2 测试结果及分析
• 5.2.1 测试结果
• 5.2.2 固化率计算
• 5.2.3 结果分析
• 5.3 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学研究成果