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随着人们生活水平的提高,水体受到的污染也越来越严重。许多水体包括湖泊、河流以及一些水库的富营养化现象较为严重,这些水体作为水源水时一般进行气浮处理,产生大量浮渣称为气浮藻渣。气浮处理后残余藻渣量较大,长时间堆放使其含有大量的病原体、寄生虫以及重金属等有害物质,污染物浓度高。现阶段处理气浮藻渣的主要手段是填埋、焚烧等,不能有效处理气浮藻渣,很容易造成二次污染,威胁水体。当前对于气浮藻渣的实验研究一般仅限于堆肥、产沼气等,并不能使气浮藻渣真正无害化。以气浮藻渣为原料制作路面砖实现气浮藻渣的最终处置,变废为宝,不仅提升了气浮藻渣的价值,减轻了环境负担,还带来了一定的经济效益。本文以气浮藻渣自身特性出发,分析了黄河淤泥、煤矸石等固体废物的物理化学性质以及微观结构。并利用气浮藻渣、黄河淤泥、煤矸石为主要原料,结合烧结砖工艺,对气浮藻渣路面砖的制备做了研究与讨论,并对路面砖改性。本研究工作主要包括以下内容:(1)分析原料的物理化学性能。着重对气浮藻渣进行分析,电镜扫描图显示气浮藻渣表面含有较多的纤维状有机物以及颗粒状无机物,结构疏松。对气浮藻渣化学成分分析,其有机物含量较高,塑性较差,粘结度小。对黄河淤泥进行化学成分分析,二氧化硅含量较高,粘结性好,可以提高原材料的塑性。对煤矸石进行化学分析,三氧化二铝含量高,可以提高路面砖的强度。对气浮藻渣污染物浓度分析,符合《城镇污水处理厂污泥处理制砖用泥质》(CJ/T289-2008)标准。(2)路面砖制作工艺的选择。通过对路面砖制作原料的分析,选择路面砖制作工艺流程如下:混料、陈化、加压成型、干燥、焙烧、冷却。其中混料为干混与湿混结合;陈化时间为24h,温度控制在10℃以上;加压成型选择半干压制法;干燥时间12h;焙烧制度由制定的焙烧曲线(根据原材料的热重分析得出)控制。(3)气浮藻渣路面砖实验研究。初步讨论了气浮藻渣的掺入量、成型压力、焙烧温度的范围,并根据讨论结果选择因素和水平,进行正交试验,选取制备气浮藻渣路面砖的最优工艺参数,实验结果如下:气浮藻渣掺入量10%,成型压力35MPa,保温时间1h,焙烧温度1000℃,黄河泥与煤矸石配比3:1,抗压强度可以达到29.8MPa,吸水率为15.6%。(4)分别分析气浮藻渣掺入量、成型压力、焙烧温度对气浮藻渣路面砖的影响。气浮藻渣掺入量对路面砖性能有决定性影响,气浮藻渣的掺入量不超过20%;成型压力越大路面砖性能越好,但超过30MPa后,对路面砖的强度影响已经较小,所以成型压力一般不超过35MPa;焙烧温度越高,路面砖性能越好,到达1100℃时,路面砖强度几乎达到最优。(5)路面砖改性研究。分析了路面砖产生裂缝的原因,并将裂缝分为普通裂缝、成层裂缝以及环状裂缝。通过正交试验对路面砖表观性能改性,实验结果为:长石粉加入量为30%,细集料加入量10%,坯体含水率12%,选取细集料为河砂,在气浮藻渣掺入量为20%的情况下抗压强度接近22MPa。针对气浮藻渣掺入量较少的问题,改用气浮藻渣燃烧灰为原料制作路面砖,藻渣灰掺入量可达40%,抗压强度可达21MPa以上。