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城市污水厂污泥的处理处置已成为我国市政工程的一大难题,目前,主要采用卫生填埋、焚烧等处置方式,填埋稳定性差且易污染地下水,污泥焚烧则能耗太高。本论文分析了污泥和页岩粉(粘土)成分,研究了城市污泥半干燥和烧结制砖技术,并分析了砖体的物理力学和热工性能。
论文全面调研了国内外污泥干燥工艺,分析了各类干燥工艺的热量消耗,研究了砖厂热量平衡,开发了利用制砖焙烧窑余热的污泥半干燥工艺,可显著减少污泥干燥成本,节省能源。
论文开展了以污泥为掺料生产页岩粉(粘土)烧结砖的实验研究。在制烧结砖过程中,页岩粉、粘土等制砖原料适量掺入城市污泥,在制砖高温焙烧阶段能够较好地熔合,砖体强度能够达到使用要求并符合相关国家标准。烧结过程中污泥中有机物燃烧形成气孔,改善了砖体热工性能,同时,污泥有一定热值,可部分节省制砖过程外加燃料。
研究结果表明,污泥掺量在6%之内的页岩烧结普通砖,可以达到MU10以上强度等级(GB5101-2003),可作为承重砖体使用。污泥掺量在5%之内的页岩空心砌块,强度等级为MU3.5(GB13545-2003),可作为填充墙(或隔离墙)使用。4.45%城市污泥页岩空心砌块墙体传热系数为1.33W/m<2>·℃),比《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ 134-2001)1.5W/(m<2>·℃)的要求,节能效率可提高11.3%。
城市污泥制砖技术不仅可以大量资源化处置利用城市污泥,而且节约制砖燃料,并可提高砖体的隔热保温性能。
本课题为南京市建设委员会科技项目(ZB2-2005),“城市污泥半干燥制砖技术”已通过江苏省建设厅鉴定,研究成果达到国内领先水平。