1. 研究目的与意义（文献综述）

因矿产资源的开发利用，我国矿产资源开发的周边土壤中含有部分重金属离子，对工农业生产具有一定的潜在风险，合理开发与高效利用污染土壤，对于矿产资源开发的可持续发展，具有重要的意义。污泥是污水处理过程产生的主要副产物,因其含有大量致病菌和重金属而往往具有长期毒性和不可降解性,对于污泥的处理处置和资源化利用研究一直以来都是深受关注的重大课题。作为废水处理过程的副产物,污泥是指污水处理厂在污水处理过程中产生的固体和半固体沉淀物质,它是包含水、泥沙、纤维、动植物残体及各种絮体、胶体、有机质、微生物、病菌、虫卵等的复杂多相体系,通常认为污泥是污水的固体部分。有研究表明污泥污染物往往具有长期毒性和不可降解性,若无序排放,将成为危险的二次污染源,通过大气、地下水、地表水和土壤等介质进入食物链,造成严重的生态风险,影响人类健康。与此同时,由于污泥含有大量有机物、氮、磷等营养物质,若经过适当处理,可以作为优质的“二次资源”。近年来,国内外众多学者以污泥为辅料添加改性剂和粘接材料广泛开展了制备超轻陶粒、高强陶粒和陶砂的实验研究。徐国仁等学者以污泥作为添加剂,辅以粘土和粘接材料作为主要原料,实现了制备陶粒最佳成分配比和最佳工艺条件,并讨论了原材料在烧制过程中的作用、孔隙形成机制。王兴润、金宜英等学者从烧结过程的结构形态变化和晶体相反应机理角度讨论了污水污泥制备陶粒轻集料的技术可行性,研究指出污泥烧结体中的主要晶体相是石英、钙黄长石、钙镁磷酸盐和磷酸铝污泥中磷的含量较高,可添加高铝无机材料促进钙镁磷酸盐和磷酸铝高强晶体相的形成,提高烧结体抗压强度,经调质后利用污泥烧结陶粒轻骨料技术可行。罗晖、杨雷、钱觉时等学者“以污泥为辅料添加页岩烧制页岩陶粒实验获得成功,研究提出添加污水污泥提高了陶粒生料中有机质烧失量,降低熔融温度和陶粒烧成温度,增强烧胀时的还原性气氛,较大网状Si一O四面体聚合度,生成铁橄榄石等更易熔融的矿物,增强熔融程度,从而提高陶粒烧胀性能。学者岳敏等似脱水污泥为主要原料,添加粉煤灰和粘土烧制陶粒滤料,考察了烧制过程中各主要因素对产品性能的影响,结合陶粒滤料品质要求以正交实验确定了污泥烧制陶粒滤料的最佳工艺条件。杨健`在对比研究了石英砂和陶粒滤料蛆蚜生物滤池的污泥减量化效果后,指出陶粒的物化性质更能满足蛆蚜生长活动的需要,陶粒蛆蚜生物滤池的污泥减量化和稳定化效果均优于石英砂蛆蚜生物滤池。学者Kangduk K等通过对污泥陶粒特性及其制成轻质混凝土件的隔音效果和强度等研究认为,污泥陶粒配制轻质混凝土可以用于高层建筑。

2. 研究的基本内容与方案

1.本次研究内容的主要包括以下几个方面

①二污泥、河道底泥及粉煤灰的理化

实验分别就烧制陶粒的三种选定原材料—污泥、河道底泥和粉煤灰的物理特性、化学特性以及热反应动力学特性展开研究对三种原材料的热反应进程作数值模拟,对比分析了各原材料原样在热处理前后的物相组成变化。

3. 研究计划与安排

2018年1月23日，下达课题任务，查阅文献资料

2018年2月26日，了解污泥资源化利用及其热反应动力学特性研究国内外现状

2018年3月7日，确定论文主要研究内容和研究方案并开展实验与模拟研究

4. 参考文献（12篇以上）

[1]. 林子增, 黄瑛, 李先宁, 烧结工艺对污泥页岩陶粒孔结构特征的影响[j]. 安全与环境学报, 2013, (02): 56-61.

[2]. 付建秋, 黄小凤, 潘学军, 马丽萍, 刘红盼, 丁新悦, 底泥制备陶粒研究进展[j]. 硅酸盐通报, 2013, 32(12): 2514-2519, 2527.

fu jianqiu, huang xiaofeng, pan xuejun, ma liping, liu hongpan, and ding xinyue. research progress on preparation of ceramisite from sediment[j]. bulletin of the chinese ceramic society, 2013, 32(12): 2514-2519, 2527.