· 1130 ·2009年 碱激发胶凝材料的反应产物 王旻 (清华大学土木工程系，北京 100084) 摘要：通过X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜、能谱分析，对碱激发胶凝材料反应产物的相组成进行探索性分析。结果表明：该碱激发胶凝材料硬化后的反应产物主要是含碱的铝硅酸盐凝胶，并存在未反应的水玻璃，副产物K2SO4是生产物中唯一的晶体物质。含碱的铝硅酸盐凝胶中可固溶Mg，Ca，S，Fe等离子，包裹着起微集料作用的未反应的粉煤灰玻璃微珠与莫来石颗粒，形成高度非均质的复杂体系。 关键词：碱激发偏高龄土；含碱铝硅酸盐凝胶；硫酸钾 中图分类号：TQ172 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2009)07–1130–07 REACTION PRODUCTS OF ALKALI-ACTIV ATED CEMENTING MATERIAL W ANG Min (Department of Civil Engineering, Tsinghua University, Beijing 100831, China) Abstract: The phase components of reaction products of a sort of alkali-activated metakaolin were analyzed by means of X-ray dif-fraction, infrared spectrophotometer and scanning electron microscope, energy dispersive X-ray spectroscopy. It was shown that the dominating reaction product was the amorphous aluminosilicate gel containing alkali, and some original water-glass still existed to-gether with the reaction products. K2SO4 as a minor product, was the only crystal matter in the new products. Alkaline-earth metal ions such as Mg, Ca, S, Fe could be solid dissolved in aluminosilicate gel; unreacted micro glass beads and mullite grains as micro- aggregate were wrapped by gel, a very heterogeneous complicated system were formed whereupon. Key words: alkali-activated metakaolin; aluminosilicate gel containing alkali; kalium sulfate 国内外对碱激发胶凝材料已有长期研究的历史，[1–4]大多作为结构构件材料来研究，也已应用于作为预制混凝土管、固化土壤加固地基等。[5]尚未见有用于作为结构加固的报道。碱激发胶凝材料的特点之一是凝结速率和黏结力发展都很快，适合用于结构加固。选择天然高岭土经适当温度下分解成无定形产物，具有较高的潜在反应活性。文献[6]报道了一种碱激发“偏高龄土”材料Geopolymer(翻译为“地聚物”，或“土聚合物”)，认为其产物是沸石的无定形相似物，又称“类沸石”或“准沸石”。[7] 但是，沸石是一种结晶质矿物，其特点是含有丰富的孔穴孔道，存在可交换的阳离子和脱附自由的沸石水，因此检测出这些特性才能确认是沸石。最可靠的检验方法是X射线衍射(X-ray diffraction，XRD)和NH 4 +净交换量的测定，如果组成和沸石完全一样， 但不具备NH 4 +交换的特性或无XRD特征峰，就不是沸石，也不能称作“类沸石”，[3] 因为只是成份相似，并不等于结构相似或性质相似，正像石墨和金刚石的成分都是C，但完全不是一种物质一样，化学组成通过结构而决定物质的性能。[8]只是从化学成分结果分析计算，得出化学组成(没有水)与某种沸石的一致，并没有证据证明有该组成的物质就是沸石。[3]经显微共焦激光Raman光谱法检测，在试样中，因“偏高龄土”的存在，加水1h到1d，水玻璃中的碱首先反应生成含碱铝硅酸盐凝胶，同时生成K2SO4，才可加速固化剂中铝硅酸盐凝胶的生成反应。[9] 收稿日期：2009–04–12。修改稿收到日期：2009–04–22。第一作者：王旻(1978—)，男，博士研究生。Received date:2009–04–12. Approved date: 2009–04–22. First author: WANG Min (1978–), male, postgraduate student for doctor degree. E-mail: wangmin01@https://www.doczj.com/doc/d08700354.html, 第37卷第7期2009年7月 硅酸盐学报 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol. 37，No. 7 J u l y，2009
科技大学高新学院 结 课 论 文 科目：化工安全 ：泽根 学号：1204060229 班级：安单1201
污泥制备活性炭及其应用研究 [摘要]国污水处理事业的迅猛发展使得城市污水污泥数量与日俱增。若污泥处理处置不当，必将造成严重的二次污染。因此必须高度重视污水污泥的科学处理处置问题。分析污泥的来源与组分，对污泥制备活性炭的国外研究现状及实际应用进行研究，提出了污泥制备活性炭目前存在的问题。 近年来，活性炭在环境保护领域的应用越来越广泛，吸附工艺也越来越成熟，同时活性炭的需求量也越来越大。我国是活性炭生产大国，1997年活性炭产量仅次于美国，位居世界第二。但是我国的活性炭质量一直都比较低，并且以煤和木材为原材料的话活性炭加工工艺对环境破坏非常大。而城市污水处理厂大规模兴起和生物处理发的迅速发展，必将产生大量活性污泥。作为污水处理的副产物，城市污泥是一类特殊的固体废物，其产生量大，成分复杂，由胶体、无机颗粒、有机残片、细菌菌体等组成，是组成非常复杂的非均质体，含有60%～80%的有机物，被世界水环境组织命名为“生
物固体”，表明了污泥具有资源化的潜质。将污泥制成活性炭是很有发展前景的污泥资源化的处置方式之一，它在保证了污泥不会造成二次污染的基础之上，还能制得活性炭吸附材料。 1污泥的来源与组分从元素的角度来讲，污泥中的有机物主要包含碳（C）、氢（H）、氧（0）、氮（N）、硫（S）、氯（C l）等六种元素。从化学组成的角度来讲，污泥中的有机物组成包含毒性有机物、有机生物质和有机官能团化合物和微生物。污水处理厂的剩余活性污泥的主要组成成分为有机物，粗蛋白质大概占60%～70%，碳水化合物大约占25%左右，其无机灰分的含量仅为5%左右。 2污泥制备活性炭的国外研究现状污泥基活性炭的活化方法主要有物理活化、化学活化和化学-物理联合活化等。 2.1物理活化法物理活化法主要包括直接热解法和气体活化法。 2.1.1直接热解法直接热解法是指在氮气气氛的保护作用下，将污泥置于电阻炉中，将污泥加
生物柴油的制备方法主要有 4 种: 直接混合法( 或稀释法) 、微乳化法、高温热裂解法和酯交换法。前两种方法属于物理方法, 虽简单易行, 能降低动植物油的黏度, 但十六烷值不高, 燃烧中积炭及润滑油污染等问题难以解决。高温裂解法过程简单,没有污染物产生, 缺点是在高温下进行, 需催化剂,裂解设备昂贵, 反应程度难控制, 且高温裂解法主要产品是生物汽油, 生物柴油产量不高。酯交换法又分为碱催化酯交换法、酸催化酯交换法、生物酶催化酯交换法和超临界酯交换法。酯交换法是目前研究最多并已工业化生产的方法但生物酶催化酯交换法目前存在着甲酯转化率不高, 仅有40%～60%, 短链醇( 甲醇、乙醇) 对脂肪酶毒性较大,酶寿命缩短; 生成的甘油对酯交换反应产生副作用,短期内要实现生物酶法生产生物柴油, 还是比较困难。超临界酯交换法由于设备成本较高, 反应压力、温度也高, 一程度上影响了该技术的工业化, 目前主要处于试验室研究阶段。 1 生物柴油生产工艺 目前, 国内采用的原料主要有地沟油、酸化油、混合脂肪酸、废弃的植物和动物油等, 根据不同的原料应采用不同的工艺组合来 生产生物柴油。因目前国内企业的日处理量不是很大( 大多为5～50t /d 不等) , 酯交换( 酯化) 工序一般采用反应釜间歇式的; 分离、水洗工序有采用罐组间歇式的, 也有采离心机进行连续分离、水洗的。 1 地沟油制取生物柴油 地沟油水分大、杂质含量多, 酸值较高, 酸值一般在20(KOH)
/(mg/g) 油左右。由地沟油制得的生物柴油颜色较深, 一般需经过脱色或蒸馏工序、添加剂调配工序处理。 碱法催化制备生物柴油工艺流程 氢氧化钠→甲醇粗甘油→脱溶→精制→甘油 ↓↑ 地沟油→过滤→干燥→酯交换→分离→脱溶→水洗→干燥→生物柴油 2酸化油制取生物柴油 酸化油的机械杂质含量较大( 如细白土颗粒) , 酸值一般在80～160(KOH) /(mg/g) 油间, 国内有一步酸催化法和先酸催化后碱催化两步法来制备生物柴油。因酸化油中含有一定量的悬浮细白土颗粒及胶杂, 在反应过程易被硫酸炭化, 在反应釜底部会有一定量的黑色废渣。在酯化反应过程国内有采用均相反应的, 也有采用非均相反应的, 各有利弊。均相反应( 反应体系温度60～65℃) 甲醇在体系内分布均匀, 接触面积大, 利于参与反应, 但生成的水没有带走, 阻碍反应进程; 非均相反应( 反应体系温度105～115℃) 甲醇以热蒸汽形式鼓入, 可以带走一部分生成的水, 有利于反应进程, 以及免去反应釜的搅拌装置, 但甲醇气体在油相的停留时间短、接触面积小, 不利于参与反应,需要更多的热能和甲醇循环量。由酸化油制得的生物柴油颜色也较深, 一般需经过脱色或蒸馏工序、添加剂调配工序处理。一步酸催化制备生物柴油工艺流程:
第8卷第12期 环境工程学报 Vol．8，No．122014年12月 Chinese Journal of Environmental Engineering Dec ．2014 响应面法优化甘蔗渣-污泥复合 活性炭的制备工艺 项国梁 1 喻泽斌 1，2* 陈颖 1 杨瓯蒙 1 （1．广西大学环境学院，南宁530004；2．广西华蓝设计（集团）有限公司， 南宁530011）摘要为了提高污泥活性炭的吸附性能以提升其实际应用价值，提出在污泥中掺杂甘蔗渣制备复合活性炭，并采用 Plackett-Burman 联用响应面法对影响复合活性炭碘值的条件进行筛选优化。通过Plackett-Burman 实验筛选出热解温度、热 解时间和甘蔗渣与污泥干重比为主要影响因素，对这3个因素进行Box-Behnken 实验，经响应面优化得到影响碘值的二次 响应曲面模型，模型显示热解温度与热解时间、热解温度与干重比的交互作用显著，并确定了最佳制备条件：热解温度550?、热解时间30min 和干重比50%，此时复合活性炭碘值为814mg /g ，优于未优化条件下制备的复合活性炭。通过比表面积、孔结构和碘值的测定以及元素和扫描电镜分析得出，甘蔗渣的掺杂提高了复合活性炭的比表面积、微孔体积、碘值及含碳量。研究结果表明，甘蔗渣掺杂和制备条件优化是提高污泥活性炭吸附性能的有效手段。 关键词Plackett-Burman 设计响应面法剩余污泥甘蔗渣活性炭中图分类号 X705 文献标识码 A 文章编号1673- 9108（2014）12-5475-08Optimizing the preparation of sugarcane bagasse-sludge compositional activated carbon by response surface methodology Xiang Guoliang 1 Yu Zebin 1， 2 Chen Ying 1Yang Oumeng 1 （1．School of the Environment ，Guangxi University ，Nanning 530004，China ；2．Guangxi Hualan Design and Consulting Group Co．Ltd．，Nanning 530011，China ） Abstract Sugarcane bagasse was added into sludge to prepare compositional activated carbons （CACs ），and Plackett-Burman combining with response suraface methodology was employed to sieve and optimize the con-ditions affecting the iodine adsorption value of CACs．The Plackett-Burman results show that pyrolysis tempera-ture ，pyrolysis time and dried weight ratio of sugarcane bagasse to sludge are the main influencing factors．Using these three factors as variables ，a second order model of the iodine adsorption value of CACs was obtained by Box-Behnken design and response surface methodology analysis．The model shows that the interactions of pyroly-sis temperature and pyrolysis time ，pyrolysis temperature and dried weight ratio are significant ，and determines that the optimal pyrolysis temperature is 550?，pyrolysis time is 30min and dried weight ratio is 50%．The io-dine adsorption value of CAC prepared under this condition is 814mg /g ，being higher than other CACs ’．The effects of sugarcane bagasse addition on the physicochemical properties of CACs were investigated by analyzing surface area ，pore structure ，iodine adsorption value and carbon content ，which indicate that the addition of sugar-cane bagasse increases the surface area ，micro-pore volume ，iodine adsorption value and carbon content．The re-sults indicate that addition of sugarcane bagasse and optimization of preparation conditions are effective methods to improve the adsorption properties of sludge based activated carbon． Key words Plackett-Burman design ；response surface methodology ；sewage sludge ；sugarcane bagasse ； activated carbon 收稿日期：2013－11－11；修订日期：2013－12－14 作者简介：项国梁（1990—），男，硕士研究生，研究方向为环境污染 控制。E-mail ：osmand1102@sina．com *通讯联系人，E-mail ：xxzx7514@hotmail．com 随着我国城市化的快速发展，全国污水处理厂 的数量在不断增加，作为污水处理后的产物———污泥的产量也就随之不断加大 ［1］ ，数量巨大的污泥的 处理处置特别是其资源化利用一直是研究热点。由于污泥中含有一定量的碳质有机物，具有作为活性炭制备原料的客观条件，因此自20世纪90年代起 便有学者对此展开了研究 ［2-5］ ，但是大多数纯污泥 活性炭微孔含量少且比表面积小［6］ ，限制了其应
碱激发胶凝材料原理及应用 姓名：梁止水学号：05507117 日期：2008年12月6日 凝石的定义： 以经过高温过程的固体废物或火山灰类物质为主要原材料（掺量大于90%，可不需要烧制水泥熟料），模仿火山灰大地成岩过程，经配方设计，配料计算制备而成的硅铝基水硬性胶材料称为凝石。凝石是一类可以在许多场合取代水泥，但又有着许多与传统水泥不同的优异特性的硅铝基胶凝材料体系。 技术原理： 普通水泥的生产由于要以石灰石为主要原料煅烧水泥熟料，正在引起严重的环境污 染、生态破坏＼能源浪费、资源枯竭等一系列问题。凝石的生产与使用过程是火山 成岩过程的仿真。凝石生产的能耗只有普通硅酸盐水泥的30％一50％，几乎不产生 污染物，是2 1世纪最具发展潜力的绿色胶凝材料。凝石是根据火山成岩原理，以 循环经济思想为指导，运用地球化学＼岩石矿物学理论、分子设计理论以及材料仿 地设计原则等手段，对工业固体排放物(如煤矸石、尾砂、粉煤灰以及冶金渣等) 进行匹配设计，所获得的能够在常温常压下聚合成类天然岩石的生态胶凝材料。凝 石的硬化体是以硅氧四面体和铝氧四面体以顶角相连而形成的具有非晶态和半晶态 特征的三维网络状固体材料。阳离子填充在网络的空隙中以平衡由铝的四次配位而 形成的负电价。共价键结合是凝石网络体及其与骨料边界结合的本质特征。 凝石在各个领域的应用 建筑领域 建筑凝石除了具有普通水泥所不具有的一些特殊优异性能外，完全满足目前建筑常用水泥的各项性能指标，因此技术上可替代水泥应用于所有的建筑领域，如现浇混凝土、预制件、砌筑、抹面、地基处理，以及适应于普通水泥的所有墙体材料和屋面材料。 交通领域 道路凝石与目前常用的道路水泥相对应，特别适合于制备凝石混凝土路面。道路凝石除了具备道路水泥的全部性能外，还具有明显的高抗折强度、高耐磨性、快硬早强和充足的后期强度增长空间。土工凝石与各类粘土颗粒、粉砂颗粒、各种沙砾及岩石都具有天然的亲合性，将土工凝石用于软弱地基土层的处理(GBJT一89)，当加入量为6％时，其7天抗压强度可达8—1 O M pa，因此可应用于路基处理。凝石特有的远远高于普通水泥制品的耐久性，抗碱、酸、盐及其它环境污染物侵蚀的能力使得凝石特别适合于制备超交通负荷条件下的混凝土桥梁及其它交通设施。 工业建设安装领域 凝石类胶凝材料所具有的耐酸、耐碱、耐高温、快硬早强、高强等综合性能，使其特别适合于各类工业安装工程。如可用于各种设备基础的快速浇注、快速安装，特别是各种高温设备的耐热混凝土基础工程。在电力行业，60万千瓦大型机组所配套的锅炉烟囱，每根造价约3 OOO万元，其中花在防酸耐热工程部分的费用就占整体造价的50％，如果用凝石作为胶凝材料直接浇注耐酸混凝土，不但整体造价可下降50％以上，还能大幅度缩短工期，延长使用寿命。耐酸凝石可用于工业领域各种强酸、强碱的容器及管道建设。 海洋工程领域 用凝石类胶凝材料制备海洋工程混凝土要比现有的水泥混凝土具有更好的耐久性，并可直接用海水拌和。 岩土工程领域
污泥基活性炭制备方法研究 1 引言 随着城市污水处理厂剩余污泥产量的不断增加，其处理处置问题亟待解决.以剩余污泥为原料制备活性炭，是实现污泥资源化利用的有效途径之一.国内外很多学者针对污泥基活性炭(SAC)的制备方法开展了研究(Li et al., 2011; Wang et al., 2008;Ding et al., 2012;李刚等，2012;李志华等，2012)，并对SAC的理化性质及其除污染性能进行了考察和评价，发现SAC对部分有机物及重金属有较高的去除效率.Jeyaseelan等(1998)采用物理活化法、炭化法及化学活化法来制备SAC，发现当采用化学活化法，以ZnCl2为活化剂时制得的活性炭比表面积最大.Kang等(2006)研究了以KOH为活化剂制备SAC的方法，发现当炭化温度为400 ℃时，所制备的SAC比表面积达到1002 m2 · g-1.国内有研究表明，SAC表面含有大量的酸性官能团，对 Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cr(VI)、Cd(Ⅱ)都有良好的吸附效果，吸附量分别达到了9.9、8.9、8.2和5.4 mg · g-1，远高于对照的市售商品活性炭(包汉峰等，2012);夏畅斌等(2006)研究了SAC对水溶液中Pb(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的吸附效果，发现吸附去除率分别为80%和60%;Rozada等(2003)研究发现，SAC对亚甲基蓝的吸附效果良好，可应用于染料废水的处理;文青波等(2010)研究制备的SAC比表面积为238 m2 · g-1，对甲醛有较好的吸附效果，当空气中甲醛浓度分别为498 mg · m-3和0.41 mg · m-3时，SAC对其最大去除率分别为83.72%和89.56%;李道静(2011)研究了SAC对硝基苯及苯酚的吸附性能，发现苯酚和硝基苯的吸附动力学数据均符合假二级吸附动力学方程，SAC对硝基苯的吸附值大于对苯酚的吸附值.但已有的研究都是针对粉末污泥基活性炭(PSAC)，其在使用过程中容易形成粉尘，且回收困难，不易与水分离，因此，影响了SAC在实际工程中的推广应用.如何实现SAC的颗粒化是其实用化的关键.剩余污泥中富含有机质，本身具有较高的粘结性(王菲等，2013;冯源等，2013;饶宾期等，2012)，因此，以剩余污泥为原料制备柱状污泥基活性炭(CSAC)可以不用粘结剂，节约了材料成本.但CSAC制备成型后，其表面的理化性质(如比表面积和孔隙率、官能团等)和除污染性能是否会受到影响目前还缺乏相应的研究.基于此，本实验拟以城市污水厂剩余污泥为原料来制备CSAC，通过正交实验确定CSAC的最佳制备工艺条件，并对所制备的CSAC的除污染性能进行考察分析. 2 材料与方法 2.1 污泥来源与成分 实验污泥取自北京市北小河污水处理厂未经消化的脱水污泥，该厂采用MBR工艺，污泥的成分分析见表 1.污泥中的重金属含量见表 2. 表1 污泥的成分分析 表2 污泥中重金属的含量
由菜籽油制备生物柴油的实验方案 化强0601 石磊丁佐纯 目录 一．文献综述 1．生物柴油简介 2．目前制备生物柴油的方法 3．本实验所采用的制备方法及各实验参数的选择及其理论依据 二．实验目的 三．实验原理 1．生物柴油的制备原理 2．碘值的测定原理 3．酸价的测定原理 四．实验用品 1．实验仪器 2．实验药品 五．实验步骤 1．生物柴油的制备 2．粗产物的处理 3．碘值的测定 4．酸价的测定 六．实验结束 七．本实验所参考的文献一览 ★★注：若实验中能够提供超声装置用来替代搅拌装置，一则可以大大缩短反应时间（从原来的1.5—2小时缩短为10分钟左右），又节约了能源同时提高了转化率。
一、文献综述 1、生物柴油简介 1.1目前燃料情况 能源和环境问题是全球性问题，日益紧缺的石油资源和不断恶化的地球环境使得各国政府都在积极寻求适合的替代能源。 我国在醇类代用燃料方面已经开展了大量的研究工作，但用粮食生产醇类代用燃料转化能耗高，配制汽油代用燃料不能直接在现有汽车中使用也是一个不容回避的现实问题。而大量研究资料表明，生物柴油在燃烧性能方面丝毫不逊于石化柴油，而且可以直接用于柴油机，被认为是石化柴油的替代品。 1.2什么是生物柴油 生物柴油即脂肪酸甲酯，由可再生的油脂原料经过合成而得到，是一种可以替代普通柴油使用的清洁的可再生能源。 1.3生物柴油的优点 1.3.1 能量高，具有持续的可再生性能。 1.3.2具有优良的环保特性： ①生物柴油中不含硫，其大量生产和使用将减少酸雨形成的环境灾害；生物柴油不含 苯及其他具有致癌性的芳香化合物。 ②其中氧含量高，燃烧时一氧化碳的排放量显著减少； ③生物柴油的可降解性明显高于矿物柴油； ④生物柴油燃烧所排放的ＣＯ２，远低于植物生长过程中所吸收的ＣO2 ，因此使用 生物柴油，会大大降低ＣＯ２的排放和温室气体积累。 1.3.3具有良好的替代性能：①生物柴油的性质与柴油十分接近，可被现有的柴油机和柴 油配送系统直接利用。②对发动机，油路无腐蚀、喷咀无结焦、燃烧室无积炭。具有较好的润滑性能，使喷油泵、发动机缸体和连杆磨损率降低。 1.3.4由于闪点高，不属危险品，储存、运输、使用较为安全。 总之，发展生物柴油具有调整农业结构、增加社会有效供给、改善生态环境、缓解能源危机、增加就业机会等多方面重要意义。 1.4 由菜籽油制生物柴油的有利之处 尽管许多木本油料都可以加工为生物柴油,但规模有限,其他油料作物扩大面积的潜力有限,而油菜具有适应范围广，化学组成与柴油相近等特点,是我国发展生物柴油最理想重要的原料来源。种油菜不与主要粮食争地，且增肥地力，较同期冬小麦早熟半月，有利于后荐作物增产。所以，油菜原料的增长空间是非常大的。据统计,在不影响粮食生产的情况下,我国有2670万hm2以上的耕地可用于发展能源油菜生产,年生产4000万t 生物柴油,相当于建造1.5个永不枯竭的绿色大庆,具有十分重要的战略意义。 2、目前制备生物柴油的方法 生物柴油的制备方法有物理法和化学法。物理法包括直接使用法、混合法和微乳液法；化学法包括高温热裂解法和酯交换法。 2.1 直接使用法 即直接使用植物油作燃料.由于植物油黏度高、含有酸性组分,在贮存和燃烧过程中发生氧化和聚合以至于发动机内沉积多、喷油嘴结焦、活塞环卡以及排放性能不理想等问题,后来便被石油柴油所取代。
碱激发胶凝材料基本原理及其应用 05207146 周素华在一些火山灰质的混合料中，存在着一定数量的活性二氧化硅、活性氧化铝等活性组分。这些活性组分与氢氧化钙反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙或水化硫铝酸钙等反应产物，其中，氢氧化钙可以来源于外掺的石灰，也可以来源于水泥水化时所放出的氢氧化钙。这就是火山灰反应，也就是碱性激发的原理。 xCa(OH)2+SiO2+mH2O→xCaO·SiO2·nH2O xCa(OH)2+Al2O3+mH2O→xCaO·Al2O3·nH2O 众所周知，工业废渣成分大都为SiO2、Al2O3、CaO等，这类废渣自身没有或有很微弱胶凝性，但其大都是经急冷形成的玻璃体，本身具有热力学活性，因而可用机械、热力、化学方法激活，使之具有胶凝性。通用的方法是碱性激发或硫酸盐激发(即化学激发)。 传统高钙体系水泥，碱含量很高，尤其是Ca(OH)2 含量，当建筑物和土壤接触后，不同类型的粘土就开始与建筑物发生反应，消耗水泥基结构物内部的Ca(OH)2，当碱度低于维持水泥水化产物稳定所需的碱度时，水泥水化产物开始分解来维持其碱度，随着Ca(OH)2的不断消耗，水泥基材料的水化产物开始变成无胶凝性能的物质，建筑物的耐久性遭到破坏。 凝石是碱激发材料的一个典型的代表，与水泥相比，它存在一定的优势： 第一，更环保。10吨水泥就要消耗7吨石灰石，产生6吨毒气；而凝石的原料，95%为工业废料，无需开山炸石取原料，更无需烧制，“绿色化”生产工艺完全无烟、无粉尘、无废水排放…… 第二，更优质。结构决定性能，水泥是硅钙体系，凝石是硅铝体系，“地球上的绝大部分石头都是后者，凝石在固结粘土细沙上的能力，在低温下抗冻的能力，和在特殊环境下受酸碱腐蚀的能力，普遍超出同标号水泥3倍以上！” 在各个领域，凝石都能发挥作用： 1、建筑领域 建筑凝石除了具有普通水泥所不具有的一些特殊优异性能外，完全满足目前建筑常用水泥的各项性能指标，因此技术上可替代水泥应用于所有的建筑领域，如现浇混凝土、预制件、砌筑、抹面、地基处理，以及适应于普通水泥的所有墙体材料和屋面材料。 2、交通领域 道路凝石与目前常用的道路水泥相对应，特别适合于制备凝石混凝土路面。道路凝石除了具备道路水泥的全部性能外，还具有明显的高抗折强度、高耐磨性、快硬早强和充足的后期强度增长空间。
第44卷第1期2015年1月 应用化工Applied Chemical Industry Vol．44No．1Jan．2015 櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴毷 毷 毷 毷 科研与开发 收稿日期：2014-09-26修改稿日期：2014-10-17基金项目：国家自然科学基金项目（31070100）；国家科技支撑计划子课题（2011BAJ03B04-3-2）；安徽省科技攻关计划子课题（1301032137-4）；国家级大学生科技创新基金项目（201310878056）作者简介：伍昌年（1973－），男，安徽无为人，安徽建筑大学讲师，博士，主要从事污染控制与水处理技术研究。电话：0551－63828251， E －mail ：wucnustc@126．com 污泥活性炭制备及其吸附性能研究 伍昌年，张贤芳，凌琪，王莉，唐玉朝，陶勇， 徐丽，徐畅，黄蒸 （安徽建筑大学环境与能源工程学院，安徽合肥230601） 摘 要：以城市污水处理厂剩余污泥作为原料，采用化学活化法（ZnCl 2作为活化剂）和微波辐照制备污泥活性炭， 研究其对亚甲基蓝的吸附效果和吸附等温过程。结果表明，当pH 值3、投加量1g /L 、吸附时间120min 和温度35?时，亚甲基蓝的吸附率都在98%以上。等温吸附过程很好的符合Langmuir 模型。关键词：污泥活性炭；制备；染料废水；吸附中图分类号：TQ 610．9；X 703 文献标识码：A 文章编号：1671－3206（2015）01－0001－03 Study on preparation and adsorption performance of sludge activated carbon WU Chang-nian ，ZHANG Xian-fang ，LING Qi ，WANG Li ，TANG Yu-chao ，TAO Yong ， XU Li ，XU Chang ，HUANG Zheng （School of Environment and Energy Engineering ，Anhui Jianzhu University ，Hefei 230601，China ） Abstract ：The excess sludge of sewage treatment plant chosen as raw material ，sludge activated carbon was prepared by the chemical activation method （ZnCl 2as an activator ）and microwave radiation．Methyl-ene blue （MB ）was used to simulate dyeing water．The removal ratio of MB and the isotherms adsorption process were investigated．The results showed that the removal ration was above 98%under the experi-mental conditions （pH value 3，dosage of 1g /L ，time of 120min and temperature of 35?）．The adsorp-tion process could be described by Langmuir formula． Key words ：sludge activated carbon ；preparation ；dyeing wastewater ；adsorption 染料废水的处理难点是COD 高，可生化性差，色度高，组分复杂。由于吸附法具有工艺简单、易于操作且吸附剂的种类多等优点，所以是现在较多采用的染料废水的处理方法，对于高浓度的染料废水 及其它低浓度废水均有较好的效果 ［1-2］ 。城市污水处理厂处理水量也日益增多， 污泥是城市污水厂的污水处理过程中的副产物，污泥是城市污水厂的污 水处理过程中的副产物， 污泥中含有大量碳质有机物，是制造活性炭所需的原料成分，将污泥作为原料 制备活性炭［3-5］，这样不仅节约了煤和木材等珍贵资 源， 还解决了污泥的处理处置这一环境难题，实现了污泥的资源化，变废为宝，达到以废治废的目的。以污泥为原料，采用氯化锌活化法和微波辐照制取污 泥活性炭，以模拟染料亚甲基蓝的脱色率为衡量指标。考察污泥活性炭制备条件及实验操作条件（污泥活性炭投加量、pH 、吸附时间、吸附温度）对印染废水的脱色效果等影响，结合实验结果，确定污泥活性炭制备和实验操作的最佳条件，为实际应用提供一定的依据。 1 实验部分 1．1 材料与仪器 盐酸、氢氧化钠、亚甲基蓝、氯化锌均为分析纯；污泥为合肥市经开区污水处理厂未消化污泥。DHG-9076A 型电热恒温鼓风干燥箱；HH-4数 显恒温水浴锅；MM721NG1- PS 美的微波炉；721可
试验研究文章编号:1009-9441(2010)03-0001-03 碱激发矿渣胶凝材料的试验研究 杨 猛1,孙小巍2,李文学3 (1.辽宁省建筑材料监督检验院,辽宁沈阳 110032;2.沈阳建筑大学,辽宁沈阳 110168;3.辽阳市工程质量监督站,辽宁辽阳 111200) 摘 要:通过变换碱种类、碱掺量、水玻璃模数,研究了矿渣粉在碱的作用下的强度发展规律,并对这类碱激发材料的性能进行了试验与分析。结果表明,碱掺量增加,凝结时间越短;水胶比越小,凝结时间越短。采用水玻璃比用N aOH的凝结时间短,水玻璃对矿渣的激发效果要优于N aOH的激发效果,模数为1.2的水玻璃当掺量达到8%时强度达到最大值。胶砂强度随N a OH掺量的增加而增加,N aOH掺量达到10%时强度达到最大值。 关键词:胶凝材料;矿渣;碱激发 中图分类号:TU528.062;TU528.04 文献标识码:A 引言 硅酸盐水泥是建筑工程中不可或缺的建筑材料,其用量之大,使之成为人类使用量最大的人工材料。然而,硅酸盐水泥本身存在着固有的不足。一方面是能源与资源消耗大,污染大。我国的水泥生产每年要消耗近1亿t煤,用电近600亿k W h,同时还要消耗近4亿t石灰石和大量黏土,对这些不可再生的矿物资源的持续性大量消耗,将对人类社会产生重大的影响。另一方面,在熟料的煅烧过程中,因石灰石分解和燃料燃烧释放出大量的CO2,以及SO2、NO x等有毒气体,导致了严重的环境污染,尤其是巨大的CO2排放量在不断加剧地球的温室效应。因此,研究胶凝材料制备的新原理,加强工业废渣的利用研究,是一项既具有科学意义,又具有实际意义的工作。 碱激发胶凝材料是近年来新发展起来的一种无机非金属胶凝材料,其抗压和抗折强度、抗酸碱侵蚀性、抗冻融性、抗碳化性能等均优于普通硅酸盐水泥。另外,碱激发胶凝材料制备工艺简单、不需要高温煅烧、能耗低、成本低、市场广,又免除了大量有害废气的排放,是21世纪极具发展潜力的一种胶凝材料。这类材料多以铝硅酸盐类矿物为主要原材料,而许多工业固体废弃物如矿渣、钢渣、粉煤灰和煤矸石等,其主要矿物成分均为硅酸盐或铝硅酸盐类。因此,这些工业固体废弃物均可作为制备碱激发胶凝材料的主要原材料,这将为充分利用工业固体废弃物开辟一条新的途径。碱激发矿渣是目前研究最为深入的碱激发胶凝材料。 1 原材料与试验方案 1.1 试验仪器 试验仪器主要有:XJ202-A型行星式水泥胶砂搅拌机;K JZ-500型电动抗折试验机;YA W-300型电子液压式压力试验机。 1.2 原材料 2试验所用原材料主要有:鞍钢产的矿渣(质量系数K=1.62,碱度系数M o=1.33,属于碱性矿渣,活度系数M n=0.292)、氢氧化钠(分析纯)、水玻璃(模数为2.7)、天然二水石膏。 1.3 试验方案 (1)选用不同种类的碱为激发剂,在不同的碱掺量、不同的用水量和缓凝剂掺量下制成胶凝材料,测定其凝结时间,研究碱激发胶凝材料凝结时间的影响因素及规律。 (2)以模数为1.2和1.6,掺量为6%、8%、10%、12%的水玻璃作为碱激发剂,进行力学性能试验,分析水玻璃的模数与掺量对纯矿渣粉料的影响。 (3)采用不同掺量的N a OH作为碱激发剂,进行力学性能试验,分析Na OH对纯矿渣粉料的影响。 2 试验结果与讨论 2.1 碱激发矿渣凝结时间的影响因素 2.1.1 碱掺量对碱激发材料凝结时间的影响 以矿渣为原料,模数为1.2的水玻璃为碱激发剂,选择不同的碱掺量,其凝结时间测定结果见表1。 表1 水玻璃掺量对初凝时间的影响 水玻璃掺量/%4681012 初凝时间/m i n5750312016
污泥制备活性炭及其应用研究进展- 污泥处置 [摘要] 分析污泥的来源与组分，对污泥制备活性炭的国内外研究现状及实际应用进行研究，提出了污泥制备活性炭目前存在的问题。作为污水处理的副产物，城市污泥是一类特殊的固体废物，其产生量大，成分复杂，由胶体、无机颗粒、有机残片、细菌菌体等组成，是组成非常复杂的非均质体，含有60%～80%的有机物，被世界水环境组织命名为“生物固体”，表明了污泥具有资源化的潜质。将污泥制成活性炭是很有发展前景的污泥资源化的处置方式之一，它在保证了污泥不会造成二次污染的基础之上，还能制得活性炭吸附材料。 1 污泥的来源与组分 从元素的角度来讲，污泥中的有机物主要包含碳（C）、氢（H）、氧（0）、氮（N）、硫（S）、氯（Cl）等六种元素。从化学组成的角度来讲，污泥中的有机物组成包含毒性有机物、有机生物质和有机官能团化合物和微生物。污水处理厂的剩余活性污泥的主要组成成分为有机物，粗蛋白质大概占60%～70%，碳水化合物大约占25%左右，其无机灰分的含量仅为5%左右[4]。 2 污泥制备活性炭的国内外研究现状 污泥基活性炭的活化方法主要有物理活化、化学活化和化学-物理联合活化等。 2.1 物理活化法 物理活化法主要包括直接热解法和气体活化法。 2.1.1 直接热解法
直接热解法是指在氮气气氛的保护作用下，将污泥置于电阻炉中，将污泥加热至热解温度后保持恒温一段时间，再经后续处理得到粉末状污泥基吸附剂。Fan等[5]利用天津市污水处理厂产生的厌氧消化污泥为原材料，用氮气作保护气，以15 ℃/min的升温速率升至500℃，并在此温度下直接热解3 h，制得的污泥基活性炭主要以中孔和大孔为主。新加坡学者Lu等[6]采用直接热解法制备污泥基吸附剂，由研究可以得出，在较低的温度范围内，随着热解温度的升高与停留时间的延长，污泥基吸附剂的比表面积也呈现出逐渐增加的趋势；当温度在550～650℃之间时，随着热解温度的升高，其比表面积却呈现出了下降的趋势；当热解温度超过850℃以后，比表面积逐渐减小。 2.1.2 气体活化法 气体活化法制备污泥基活性炭是指先对污水污泥直接进行高温热解，然后利用水蒸汽、CO2、O2等活化气体，在600～1200℃下对碳进行弱的氧化作用，疏通材料的孔径，使其发生造孔与扩孔的现象，进而形成碳基吸附剂的多孔微晶结构。有研究结果表明，热解温度、热解时间和气体流量会影响污泥基吸附剂的孔径分布，改变活化气体中CO2与H2O比例可以控制吸附剂的孔径分布。 Jindarom等利用污泥制备活性炭吸附材料，采用二氧化碳气体作为保护气体，于750℃下活化30 min，升温速率为20℃/min，制得的污泥基活性炭的比表面积为61 m2/g。Méndez等利用污水处理厂产生的厌氧与好氧消化污泥作为原材料，采用气体活化法制备污泥基活性炭。在隔绝空气的条件下采用氮气作为保护气，在450℃下热解1h，
生物柴油制备方法及国内外发展现状 摘要：通过查找文献，简要介绍了生物柴油的定义和优点，重点介绍它的制备方法，同时也对它在国内外的发展现状作了些介绍。 关键词：生物柴油；制备；现状； Abstract:This article gives a brief introduction to the definiton , advantages and development at home and abroad of the biodiesel,it also gives an emphasis introduction on prepation method . Keywords: biodiesel；prepation；actuality； 随着城市对能源需求的不断增加，石油资源的日益枯竭，全世界都将面临能源短缺的危机，而且石油燃烧对环境造成严重的污染，在很大程度上影响着人们的健康水平，于是对生物柴油的研究应用成为缓解日益恶化的能源和环境问题的焦点。 1生物柴油的定义及优点 1.1 定义 生物柴油是指以油料作物、野生油料植物、工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮废油等为原料，通过酯交换工艺制成的有机脂肪酸酯类燃料[1]。产业化生产中所说的生物柴油是指脂肪酸甲酯，是脂肪酸与甲醇发生酯化反应后的生成物。 基于美国生物柴油协会定义，生物柴油是指以植物、动物油脂等可再生生物资源生产的可用于压燃式发动机的清洁替代燃料。天然油脂由长链脂肪酸的甘油三酯组成，分子量大，接近700～1000，虽本身可以燃烧，但不能和普通柴油充分混合，直接用作柴油有很多缺陷，需要设计专门的柴油机。酯交换后得到脂肪酸甲酯，分子量降低至200-300，与柴油的分子量相近，性能也接近于柴油，可以按任意比例混合，也无需设计专门的柴油机。且具有接近于柴油的性能，是一种可以替代柴油使用的环境友好的环保燃料。 1.2 优点 生物柴油与石化柴油具有相近的性能，并具有显著的优越性[2,3]：(1)具有优良的环保特性。生物柴油中硫含量低，不含芳香烃，
改性污泥活性炭催化过氧化氢氧化去除水中的腐植酸 （一）立项依据与研究内容 1.项目的立项依据 腐植酸作为水体中天然有机污染物的代表物质，占天然水体DOC的50%～80%，是一类无定形、呈棕褐色或棕黑色、亲水性、酸性、多分散的有机物质，其官能团有较强的离子交换、吸附、络合和螯合能力。广泛存在于天然水体中腐植酸，其浓度范围从地下水的20 μg/L到地表水的30 mg/L，含量愈高，水质卫生状况愈差，对人类及动植物有很大的危害[1，2]。（1）消毒副产物的前驱物。腐植酸极易在水厂加氯过程中形成消毒副产物，对人体的危害很大。（2）与金属离子螯合，影响重金属的迁移和归宿。当饮用水在铁管或铜管中输送时，会因铁腐蚀产物的影响而发黄，或因含有铜的溶解性化合物引起问题，如洗发时头发退色，高浓度的铜离子对人的身体健康是很危险的。（3）为水生微生物生长提供养分。腐植酸存在于饮用水中，为水中的微生物的生长提供了丰富的碳源，细菌和藻类在水库或配水管道的大量繁殖会导致令人不愉快的颜色、味道，严重时会引发流行病的传播。（4）除了能引起令人不快的色和味之外，人体某些疾病与水土中的腐植酸含量有一定关系。如黑脚病、克山病、大骨节病等。因此，去除饮用水中的腐植酸势在必行。 传统的生化降解、活性炭吸附、强化混凝沉淀等方法，可去除水中部分腐植酸，但效果都不理想。用于腐植酸处理的化学氧化剂主要有臭氧、二氧化氯、过氧化氢以及几种氧化剂的联用。 臭氧是一种常用氧化剂．但许多研究表明。臭氧并不能将有机物彻底转化为无机物。TOC的去除率也较低或者基本不变。而只能提高腐植酸的生化降解性能[3，4]。并且使用臭氧也会产生副产物。其中最受关注的是羰基化合物中的醛类，甲醛、乙醛具有不同程度的致癌、致突变性。单独使用某一种强氧化剂要么投加量较大。要么去除效果达不到要求。于是研究人员将两种或几种方法联用通常有臭氧与过氧化氢的联用、臭氧与紫外光联用等、过氧化氢与紫外联用等。 Wang[6]等用双氧水紫外催化氧化去除腐植酸的研究中得到UV/H2O2系统联用。腐植酸氧化速率大幅度提高。但是浓度较高的碳酸盐和重碳酸盐类物质对羟基自由基会起到消除作用，H2O2的浓度也不是越高越好．当H2O2浓度低于