污泥与石油焦的成浆性及流变特性实验研究

摘要

污泥是生活和工业生产过程中产生的固体废弃物，含有大量的重金属、有机污染物、寄生虫卵等有害物质，如果处理处置不当，会对生态环境造成严重威胁;石油焦是石化工业延迟焦化装置的副产品，富含碳、极低挥发份、低灰份、高热值，是可再利用的固体燃料。本文采用NHF分散剂，考察了石油焦的成浆性，分析了污泥预处理方法对污泥与石油焦共成浆性的影响，并研究了污泥焦浆的流变特性和静态稳定性。主要内容和结论如下:
　　 首先，对污泥进行预处理。选取具有代表性的石化污泥、城市污泥和造纸污泥，用Ca(OH)2、CaO、KOH、NaOH、和Na2CO3对三种污泥进行改性，综合考虑Ca(OH)2的改性效果较好。改性剂的加入降低了污泥浆的表观粘度，增大了污泥颗粒Zeta电位绝对值，提高了污泥颗粒之间的静电斥力;改性前后，三类污泥浆的表观粘度均随着温度的升高而降低。
　　 其次，研究了石油焦的单独成浆性及污泥与石油焦的共成浆性。结果表明:石油焦的成浆性较好，在不添加稳定剂的情况下，成浆浓度可达70％以上;在相同的浓度下，稳定剂的加入使得浆体的表观粘度上升较大;在污泥添加量为12％时，石化污泥焦浆、城市污泥焦浆和造纸污泥焦浆的最大成浆浓度分别为62％、62％和64％;通过分析污泥焦浆的温升特性，得到三类浆体的1nη与1/T匀近似成线性关系，表明三类污泥焦浆的表观粘度与温度的关系均近似服从于Arrehennius关系式。
　　 最后，研究了三类污泥焦浆的流变特性和稳定性。采用屈服幂律流变模型τ=τy+kγ

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 污泥的处理处置现状

1．2．1 污泥的分类

1．2．2 污泥的性质特征

1．2．3 国内外污泥处理处置相关政策

1．2．4 国内外污泥处理处置现状

1．3 水煤浆制浆技术研究现状

1．3．1 水煤浆制浆工艺

1．3．2 水煤浆成浆性及其影响因素

1．3．3 水煤浆的流变特性

1．4 含碳原料混合制浆研究现状

1．5 本课题主要工作

参考文献

第二章 实验方法及实验设备

2．1 流变特性实验方法

2．1．1 仪器结构及参数

2．1．2 仪器的测量原理

2．1．3 温度控制

2．1．4 测量步骤

2．2 浆体稳定性评价方法

2．2．1 水煤浆稳定性评价方法

2．2．2 实验方法及实验步骤

2．3 其他测试仪器及方法

2．3．1 傅立叶变换红外光谱分析仪

2．3．2 JSM-5610LV扫描电镜

2．3．3 JS94H微电泳仪

2．3．4 OCA20接触角测定仪

2．3．5 LS200激光粒度仪

2．4 本章小结

参考文献

第三章 浆体的制备及污泥改性

3．1 引言

3．2 试验样品及浆体制备

3．2．1 试验样品

3．2．2 浆体制备

3．3 污泥的改性

3．3．1 污泥改性剂的选择

3．3．2 改性剂对污泥粘度和Zeta电位的影响

3．3．3 污泥的温升特性

3．4 本章小结

参考文献

第四章 污泥与石油焦的共成浆性实验研究

4．1 引言

4．2 石油焦的成浆性

4．2．1 石油焦的成浆浓度

4．2．2 稳定剂对水焦浆粘度的影响

4．2．3 水焦浆的流变特性

4．2．4 水焦浆的稳定性

4．3 污泥与石油焦共成浆性

4．3．1 污泥添加量对污泥与石油焦共成浆性的影响

4．3．2 污泥改性剂添加量对污泥焦浆粘度的影响

4．3．3 石油焦颗粒级配对污泥焦浆粘度的影响

4．3．4 污泥焦浆的成浆浓度

4．3．5 污泥焦浆的温升特性

4．4 本章小结

参考文献

第五章 浆体的流变特性和稳定性及影响因素

5．1 引言

5．2 污泥焦浆的流变特性

5．2．1 浆体的流变模型

5．2．2 污泥焦浆流变模型方程的确定

5．2．3 污泥焦浆的屈服应力

5．2．4 污泥焦浆的触变性

5．3 污泥焦浆的稳定性

5．3．1 污泥添加量对污泥焦浆稳定性的影响

5．3．2 浆体浓度对污泥焦浆稳定性的影响

5．3．3 浆体的流变性对稳定性的影响

5．4 污泥作为稳定剂的作用机理

5．4．1 污泥的红外光谱分析

5．4．2 污泥及石油焦的SEM分析

5．4．3 污泥的静电斥力分散作用

5．4．4 污泥焦浆的空间结构分析

5．5 本章小结

参考文献

第六章 全文总结及展望

6．1 全文总结

6．2 建议

致谢

作者简介，攻读硕士期间的学术成果