微波法熔融制備污泥灰微晶玻璃的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著污水處理量的急劇增大和相關(guān)處理技術(shù)的深化發(fā)展，城市污泥的排放量大幅增加，熱解作為一種新興的污泥處理處置技術(shù)，在廣泛應(yīng)用的同時(shí)也帶來(lái)了很多副產(chǎn)物——大量的熱解污泥灰，如何充分利用污泥灰中的有用成分，達(dá)到環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益雙收，是今后污泥處置的最終途徑。微晶玻璃由于附加值高、配料組成寬、有害物質(zhì)固化效果好等優(yōu)點(diǎn)一直是固體廢物材料化利用領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)。微波新能源以其獨(dú)特的加熱原理和特點(diǎn)受到廣泛關(guān)注，微波熱解的污泥灰在含有制備微晶玻璃所需主

2、要成分的基礎(chǔ)上，還呈現(xiàn)類似玻璃體微觀結(jié)構(gòu)，使成功制備微晶玻璃成為可能；微波熱源較傳統(tǒng)熱源需要較低的能耗，因此將微波引入制備過程具有應(yīng)用和研究雙重意義。
　　本文首次使用微波熱解污泥灰為主要原料，進(jìn)行了高摻量污泥灰微晶玻璃制備技術(shù)的試驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)采用DSC數(shù)據(jù)確定熱處理制度。首次將微波新能源引入微晶玻璃制備過程的基礎(chǔ)玻璃燒結(jié)中，以降低傳統(tǒng)加熱方法的能耗。使用XRD、SEM、FTIR研究微波法基礎(chǔ)玻璃析晶種類、形態(tài)和晶體組成分析不同熱

3、處理?xiàng)l件對(duì)樣品析晶特性的影響。通過對(duì)微晶玻璃的理化特性的測(cè)試，比較傳統(tǒng)方法和微波法微晶玻璃的機(jī)械性能。采用TCLP法進(jìn)行了污泥灰和微晶玻璃中典型重金屬的浸出試驗(yàn)，表征微晶玻璃對(duì)重金屬的固定化效果。
　　結(jié)果表明，傳統(tǒng)熱源1450℃下熔融2h，以5℃/min升到700℃，保溫90min，再以3℃/min的升溫速率升到900℃，保溫120min，成功制得了以鈣長(zhǎng)石為主晶相結(jié)構(gòu)均勻致密的微晶玻璃，說(shuō)明微波熱解污泥灰制備微晶玻璃的可行性。

4、污泥灰樣品外面填埋2+2mm厚的雙層不同性能的活性炭（從外到內(nèi)埋粉的摻雜比例為活性炭：Al2O3=5：5；活性炭：Al2O3=9：1）在2000W微波輻照下10min制得致密有鏡面光澤的基礎(chǔ)玻璃，該方法與傳統(tǒng)熱源燒結(jié)相比，節(jié)約約50％的能耗。將該基礎(chǔ)玻璃分別在不同熱處理制度下結(jié)晶，900℃的晶化溫度只析出了少量的硅灰石晶相，隨著晶化溫度的提高到950和1000℃，玻璃內(nèi)開始大量的析出以柱狀互鎖結(jié)構(gòu)的硅灰石（β-CaSiO3）形貌和厚板狀