«Además de la incineración de la generación de energía y la producción de fertilizantes, el lodo sucio y maloliente también se puede transformar en un material de construcción ecológico a través de la producción automatizada». La construcción de una línea integral de producción de lodos permite que se utilicen más lodos. Las nuevas tecnologías abren nuevas formas de gobernanza ecológica. «El lodo viscoso y maloliente es originalmente un contaminante y daña el medio ambiente, pero se convierte en un recurso después de un secado inofensivo y tiene una variedad de usos». El secado de lodos es un enlace clave, no solo el consumo de energía y el alto costo, y un manejo inadecuado causará una contaminación secundaria. Si el calor residual del horno se utiliza para lograr el tratamiento de secado en un ambiente sellado, se pueden lograr buenos resultados con el tratamiento de residuos y el ahorro de energía. En la planta de producción de ladrillos de lodo, no se puede oler el olor a lodo, solo se ve uno tras otro taller cerrado, incluso la cinta transportadora para el transporte de material también se instala de acuerdo con las normas ambientales Instalaciones cerradas. En el taller de producción del tanque de almacenamiento de lodo, el lodo prensado en negro fue transportado por un vehículo profesional completamente cerrado la noche anterior. Entra en el almacén de envejecimiento y envejecimiento. Los materiales envejecidos se refinan en barro. Después de varios procesos, como la extrusora de ladrillos, la máquina de corte en blanco, la máquina de transporte de piezas en anillo, el robot de jardín, etc., finalmente ingresan al horno de túnel para secar, precalentar, asar, enfriar y quemar en ladrillos. En los últimos años, con el aumento en el número de plantas de tratamiento de aguas residuales y la expansión y actualización, la capacidad de tratamiento de aguas residuales también ha aumentado significativamente, y el volumen de lodo resultante también ha aumentado. De acuerdo con los requisitos de protección ambiental, los estándares de tratamiento inofensivos científicos y estandarizados para lodos de depuradora son cada vez más estrictos. En el pasado, los vertederos simples e inofensivos ya no son aplicables, y la eliminación de lodos se ha embarcado en el camino de la utilización integral de los recursos. La fábrica de ladrillos y tejas convirtió el lodo en materiales de construcción ecológicos y ecológicos a través de nuevas tecnologías, que redujeron el consumo de tierra y recursos naturales ocupados por el vertedero de lodo, y lograron los efectos de ahorrar energía, proteger el medio ambiente, mejorar los beneficios económicos y darse cuenta eliminación de residuos sólidos. Enfoque «ganar-ganar». Todos los procesos y procesos para la utilización integral de los recursos de eliminación de lodos tienen en funcionamiento las correspondientes instalaciones de eliminación de protección ambiental. En la actualidad, se pueden absorber 700 toneladas de lodo todos los días, y la tasa de utilización integral del lodo alcanza más del 99%. Bajo la cocción a alta temperatura de 950 10 -1050 ℃, la materia orgánica en el lodo se carboniza, y los metales pesados nocivos se solidifican en el ladrillo, lo que no causará contaminación secundaria. El gas de combustión se ha tratado de manera inofensiva por adelantado para lograr cero emisiones, y el sistema de bombeo de presión negativa envía el olor a la terminal para eliminar el polvo, la desodorización y otros tratamientos para cumplir con el estándar de purificación.
Una planta de energía británica se encuentra en Ashington, Inglaterra. En marzo de 1972, se puso en funcionamiento una planta de energía en el Reino Unido como planta de energía de apoyo para fundiciones locales. La capacidad instalada de la central eléctrica está equipada con 3 unidades de horno de carbón pulverizado, cada una equipada con un generador de turbina de vapor de 140MW, para un total de 420MW. La fundición necesita 310 MW de carga eléctrica, y el exceso se vende a la British National Grid Corporation. Después de sellar la fundición, toda la electricidad se vende a la red.
Con la tendencia hacia la decoalización en la industria energética del Reino Unido, el número de centrales eléctricas de carbón que operan en el Reino Unido ha disminuido de más de 50 en su punto máximo a 8 en 2016. Para 2019, la proporción de carbón a electricidad en el Reino Unido será solo 1.9%, y para 2020 solo Las 2 centrales eléctricas de carbón restantes operan de manera intermitente. Como una de las plantas de energía más pequeñas que todavía operan en el Reino Unido, la razón principal para evitar que esta planta se apague es seguir la tendencia de desarrollo y realizar la conversión de carbón a combustible de biomasa.
Como uno de los proyectos de inversión más grandes en el campo de la generación de energía de biomasa en el Reino Unido en los últimos años, esta central eléctrica de carbón ha experimentado dos etapas de su generación de energía de biomasa, desde cerca del 1% de acoplamiento de la fábrica de carbón en 2004, hasta 100 después de 2017% de conversión de combustible de biomasa.
En 2003, cuando el Reino Unido comenzó a alentar a las centrales eléctricas de carbón a gran escala con generación de energía acoplada a biomasa, esta planta también comenzó su proceso de generación de energía acoplada a biomasa. En 2004, la central eléctrica adoptó una ruta de tecnología de acoplamiento de combustión directa de biomasa con el costo más bajo y la relación de acoplamiento de biomasa más baja: acoplamiento de molino de carbón, es decir, el combustible de biomasa y el carbón se pulverizan juntos en el mecanismo de molienda de carbón. La planta utiliza 3 combustibles diferentes de biomasa: aserrín, pellets de biomasa y residuos de aceituna. En 2004, se utilizaron alrededor de 11,000 toneladas de combustible de biomasa, y la relación de acoplamiento de biomasa fue inferior al 1%.
En 2016, la planta de energía comenzó la conversión de combustible de biomasa al 100% para tres unidades de horno de carbón pulverizado de 140MW. Después de que se completó el diseño, la fabricación y la transformación del suministro de equipos de su sistema de suministro de combustible de biomasa, esta central eléctrica se convirtió en una central eléctrica de combustible de biomasa pura de 3 * 140 MW, que consumía aproximadamente 1,4 millones de toneladas de combustible de biomasa anualmente. Desde la conversión del combustible de biomasa, debido a las características de combustión limpia del combustible de biomasa, las emisiones de NOx de las calderas se han reducido en 2/3, y las emisiones de SOx se han reducido en más del 90%.
A diferencia de la particularidad de la basura y el estiércol de ganado, el combustible de biomasa para residuos agrícolas y forestales es más probable que se traslade a un modelo de generación de energía acoplada a biomasa a gran escala, alta eficiencia y bajo costo a gran escala.
En términos de tecnología y operación, debido a que los países europeos tienen casi 20 años de experiencia en la generación de energía acoplada a biomasa de centrales eléctricas de carbón a gran escala, podemos absorberla y digerirla y salir de la energía de biomasa de bajo costo y alta eficiencia ruta de generación que se adapta a las condiciones nacionales de mi país.
En términos de mercado de electricidad, en 2019 Finlandia tiene menos del 1% de la electricidad de China y Dinamarca tiene menos del 0.5% de la electricidad de China, y la población de ambos países es de solo más de 5 millones. En un país donde la población y el suministro de energía son mucho más pequeños que China, no importa qué modo de generación de energía de biomasa se use, no tendrá mucho impacto en su industria y país, e incluso si Finlandia y Dinamarca son pequeños países europeos, también después de 2000, se seleccionó la ruta de generación de energía de biomasa acoplada. Para un país grande como China, cientos de plantas de energía de biomasa de tratamiento de residuos sólidos de pequeña escala y bajo costo operan continuamente a plena carga, durante mucho tiempo y con altos subsidios, mientras que un mayor número de parámetros altos Las plantas de energía de carbón de alta eficiencia operan o se apagan con poca carga, lo cual es una combinación de recursos de energía de baja eficiencia.
En términos de combustible de biomasa, de acuerdo con los recursos de biomasa de desechos agrícolas y forestales de China equivalentes a 460 millones de toneladas de carbón estándar, el 10% de la cantidad se procesa en forma de pequeños desechos sólidos. El consumo de energía del carbón estándar es de 470 g / kwh, que puede proporcionar 97.870 millones de yuanes a la red eléctrica. KWh, y los subsidios financieros estatales actuales para todas las categorías de generación de energía de biomasa son solo 14.24 mil millones de kWh. Equivalente a la cantidad de combustible de biomasa, es solo 6.694 millones de toneladas de combustible estándar de biomasa con valor calorífico del carbón, que es menos del 1.5% del total de residuos agrícolas y forestales del país. No se pueden vender más combustibles de biomasa a las plantas de energía de biomasa después de su recolección, o no se pueden subsidiar a tiempo después de ser vendidos para la generación de energía.
En términos de estructura de poder, según los datos publicados por la Administración Nacional de Energía, la energía del carbón en la estructura de poder de mi país aún superará los 2/3 en 2019, en comparación con el 29.1% en Alemania, el 23.5% en los EE. UU., 1.9% en el Reino Unido y 0.3% en Francia. La estructura energética de mi país requiere una mayor proporción de energía limpia y renovable, no solo energía eólica y solar.
En la industria de la energía del carbón, según los datos publicados por la Administración Nacional de Energía, las horas de utilización anual de la energía del carbón en mi país en 2019 son menos de 4,300 horas. Si una planta de energía a carbón quema parte del combustible de biomasa, ayudará a aumentar las horas de utilización y la carga de la planta de energía a carbón y mejorar el estado operativo de la planta de energía.
En combinación con las políticas apropiadas de la industria, la generación de energía a gran escala a base de carbón y biomasa llevará a la industria de generación de energía de biomasa de mi país a un nivel completamente nuevo.
- Seleccione la mejor tecnología de restauración a través de la evaluación de sostenibilidad.
Las diferentes regiones de China tienen diferentes condiciones climáticas, propiedades del suelo y fuentes de contaminación de las tierras agrícolas, lo que puede conducir a diferentes formas de remediación de las tierras agrícolas contaminadas en diferentes regiones. La mejor tecnología de remediación puede seleccionarse a través de la evaluación de la sostenibilidad. Al mismo tiempo, al diseñar un plan de restauración para una tecnología específica, también hay varios aspectos de la sostenibilidad. Por ejemplo, cuando se adopta la tecnología de solidificación o estabilización, es necesario evitar el uso de agentes pasivantes que dañen la fertilidad del suelo y afecten el crecimiento de los cultivos; cuando se utiliza la fitorremediación, es necesario deshacerse de las plantas ricas en metales pesados para evitar la contaminación secundaria. Por otro lado, también vale la pena aprender de la experiencia de restauración de tierras agrícolas en otras regiones o países. Por ejemplo, Japón es uno de los primeros países en llevar a cabo la remediación de suelos contaminados de tierras de cultivo. Todos los métodos de remediación son métodos de suelo huésped, remediación química, extracción de plantas y rotación de cultivos.
- Fomentar la participación pública en la rehabilitación de suelos contaminados
Esto se puede lograr mediante la contratación de agricultores locales para participar en la remediación del suelo contaminado de tierras agrícolas, y al mismo tiempo puede ahorrar en costos de remediación, con enormes beneficios sociales y económicos. La fitorremediación es la tecnología más utilizada para la remediación de suelos contaminados de tierras agrícolas en China. En la actualidad, ha habido casos exitosos de agricultores que participan en la remediación, y se han alcanzado los objetivos de la remediación de la contaminación y la generación de ingresos de los agricultores. Hay proyectos que investigan específicamente los estilos de vida de los agricultores y la tendencia a cultivar tipos de cultivos para diseñar programas de restauración que se adapten a los hábitos de los agricultores. Además, se puede alentar a los agricultores a participar activamente en la restauración mediante subsidios económicos o una combinación de cultivo y restauración de plantas de energía.
- Fortalecer la prevención de la contaminación.
De 1997 a 2014, la proporción de contaminación de tierras agrícolas en China aumentó de 7.3% a 19.4%. La experiencia histórica muestra que la prevención de la contaminación es una prioridad para la gestión ambiental sostenible. Si no se toman medidas de control sobre las fuentes de contaminación, los trabajos de prevención y control de la contaminación de las tierras agrícolas circularán continuamente en el camino de la contaminación primero y luego el tratamiento, e incluso no cumplirán con los estándares de restauración. El Plan de acción para la prevención y el control de la contaminación del suelo establece los requisitos para fortalecer la supervisión de las fuentes de contaminación y hacer un buen trabajo en la prevención de la contaminación del suelo. Sin embargo, la mejora del sistema de supervisión de la contaminación de las tierras agrícolas requiere los esfuerzos conjuntos de múltiples departamentos. Por ejemplo, para promover pesticidas de alta eficiencia, baja toxicidad y pocos residuos, el Ministerio de Agricultura necesita promulgar estándares relevantes y políticas de estímulo.
- Las políticas económicas promueven la remediación del suelo contaminado de tierras de cultivo.
La mayor parte de la contaminación de las tierras de cultivo en China ocurre en áreas agrícolas económicamente subdesarrolladas. La restauración del suelo de las tierras de cultivo contaminadas con el propósito de restaurar la fertilidad del suelo y asegurar que la producción de cultivos no afecte el valor comercial de la tierra. Más flujos a sitios industriales contaminados para su remediación, lo que ha obstaculizado la recuperación económica del suelo de tierras de cultivo contaminadas. Los estudios de caso han demostrado que el costo de la remediación del suelo contaminado de tierras de cultivo puede exceder la suma de 30 años de beneficios derivados del cultivo de cultivos en la misma área de tierras de cultivo. Sin embargo, la importancia de reparar grandes áreas de tierras de cultivo contaminadas es evidente. China es un país con una gran población, y es extremadamente importante garantizar el suministro adecuado de alimentos y la seguridad alimentaria a nivel nacional. Sin embargo, con el desarrollo de la urbanización, la dependencia de China de las importaciones de alimentos se ha vuelto cada vez más fuerte. Algunos estudios han demostrado que la escasez de alimentos de China puede llegar a 100 millones de toneladas en 2020. Desde la perspectiva de la seguridad alimentaria, el aumento de la producción de granos y la generación de ingresos de los agricultores, los beneficios indirectos de la remediación de suelos contaminados en tierras agrícolas son mucho mayores que los beneficios directos. Por lo tanto, es necesario proporcionar una fuerza impulsora para la remediación del suelo contaminado de tierras agrícolas a través de más incentivos de política económica.
Similar a la restauración de sitios contaminados industrialmente, las consideraciones de sostenibilidad ambiental de la restauración de tierras agrícolas se dividen en dos partes. La primera parte es el daño a la salud humana causado por la migración y la exposición de contaminantes en el suelo, generalmente a través del análisis cuantitativo de la evaluación de riesgos para la salud. La segunda parte son los diversos efectos causados por la reparación en sí, como el consumo de recursos, la liberación de contaminantes, la generación de desechos, etc. Actualmente, el ACV se usa ampliamente para el análisis cuantitativo del impacto secundario de la reparación. LCA se divide en método de índice de punto medio y método de índice de punto final. Entre ellos, el método del índice de punto medio puede elaborar el impacto de varios aspectos causados por la restauración, como las emisiones de gases de efecto invernadero, las emisiones de partículas atmosféricas, la eutrofización del agua, la acidificación de la tierra, etc. y el método del indicador de punto final puede integrar varios impactos ambientales y clasificarlos como Tres categorías de salud humana, ambiente ecológico y consumo de recursos. El método del indicador de punto final es conveniente para que las personas hagan un análisis de decisión. Por lo tanto, el índice de evaluación del método del indicador de punto final de LCA se introduce como un factor de consideración en este marco de análisis para cubrir de manera integral varios impactos ambientales secundarios. En la actualidad, se han realizado estudios que combinaron exitosamente HRA y LCA para optimizar la formulación de objetivos de remediación para sitios contaminados. Las consideraciones de sostenibilidad social para la remediación de suelos contaminados de tierras agrícolas incluyen la remediación de la salud y seguridad de los trabajadores y agricultores, la participación y satisfacción del público, la validez de la remediación y la flexibilidad de la remediación. Una encuesta por cuestionario a más de 200 profesionales de la restauración en todo el mundo mostró que reducir los riesgos de salud y seguridad de los trabajadores de restauración del sitio y los residentes en las comunidades alrededor del sitio se considera el medio más importante para mejorar la sostenibilidad de la restauración. Por lo tanto, es necesario considerar si el método de reparación puede prevenir efectivamente la liberación de contaminantes y la seguridad de la operación de reparación. La participación pública y la satisfacción dependen principalmente del grado de participación y retroalimentación de los agricultores sobre la implementación de la restauración durante el proceso de planificación y toma de decisiones de la restauración. La elasticidad de reparación es un concepto relativamente nuevo, que se refiere principalmente a la efectividad a largo plazo de la reparación y la sensibilidad del efecto de reparación a los cambios en el entorno externo. Muchos métodos de remediación del suelo de las tierras de cultivo reducen la biodisponibilidad de los contaminantes al cambiar las propiedades físicas y químicas del suelo, pero no pueden eliminar los contaminantes del suelo. Por otro lado, los metales pesados en el suelo pueden activarse nuevamente debido a razones como la acidificación del suelo por la lluvia ácida. Por lo tanto, es particularmente importante evaluar la elasticidad de remediación de la remediación de suelos de tierras de cultivo contaminadas. La sostenibilidad económica de la restauración incluye el costo y los beneficios de la restauración. El costo del ciclo de vida de la restauración y los subsidios otorgados a los agricultores para la restauración de las tierras agrícolas ocupadas son las principales consideraciones de sostenibilidad económica, y estos indicadores pueden cuantificarse mediante métodos económicos de ingeniería. Desde una perspectiva regional, el impacto de la restauración de las tierras agrícolas en la vida de los agricultores y el impacto económico local también deben considerarse. Estos indicadores pueden reflejarse en el nivel de vida de la población local y los impuestos locales. La sostenibilidad agrícola es un vínculo importante en la consideración de la sostenibilidad de la remediación de suelos contaminados en tierras agrícolas, y también es el factor principal que lo distingue del análisis de la sostenibilidad de los sitios industriales contaminados. Incluye principalmente tres aspectos: mejora de la fertilidad del suelo, seguridad del producto agrícola y aumento del rendimiento del producto agrícola. La fertilidad del suelo como garantía básica de la función de la tierra cultivada puede reflejarse en el pH del suelo, indicadores físicos, químicos y biológicos. Con base en estos indicadores, la Agencia de Defensa de Recursos Naturales del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos ha establecido un método maduro de evaluación de la calidad del suelo. Aunque el impacto de la remediación de suelos contaminados en tierras agrícolas en la agricultura está estrechamente relacionado con los impactos socioeconómicos locales, la sostenibilidad agrícola es una escala regional más grande y una consideración a más largo plazo de la remediación de suelos contaminados en tierras agrícolas.
Con el rápido desarrollo de la economía social de mi país, las actividades industriales y agrícolas han traído serios problemas de contaminación del suelo, que han traído enormes riesgos para el medio ambiente ecológico y la salud humana de mi país. Según el «Informe de encuesta nacional sobre el estado de la contaminación del suelo» emitido por el Ministerio de Protección del Medio Ambiente, la tasa real de violaciones puntuales en los 6,3 millones de kilómetros cuadrados de suelo realmente encuestados alcanzó el 16,1%. Entre los diferentes tipos de tierra, la calidad ambiental del suelo de las tierras agrícolas es preocupante, y la tasa de tierra cultivable que excede el estándar alcanzó el 19,4%. Ante la grave situación de contaminación del suelo, el Consejo de Estado promulgó el «Plan de acción de prevención de la contaminación del suelo» en 2016, que proporcionó un plan de acción para el trabajo de prevención y control de la contaminación del suelo de mi país. Para la remediación del suelo contaminado de tierras agrícolas, esta regulación requiere: para fines de 2018, completar la investigación detallada del estado de contaminación del suelo de las tierras agrícolas; para 2020, completar el tratamiento y la remediación de 10 millones de mu de tierras de cultivo contaminadas; para 2030, la tasa de utilización segura de las tierras de cultivo contaminadas alcanzará más de 95.
Las fuentes de contaminación del suelo de las tierras agrícolas en mi país son diversas, incluida la aplicación excesiva de pesticidas y fertilizantes, el riego de aguas residuales, la eliminación de películas plásticas, la deposición atmosférica y la descarga de desechos industriales. Entre los diversos tipos de contaminantes, la contaminación por metales pesados como el cadmio, el níquel, el cobre, el arsénico, el mercurio y el plomo es la más destacada, seguida de los contaminantes orgánicos como el DDT y los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). La producción anual de pesticidas en mi país en los últimos años es de aproximadamente 3.7 millones de toneladas, y el uso de pesticidas por unidad de área en mi país es 2.5 veces el promedio mundial. En comparación con los metales pesados ingeridos durante la formación natural del suelo, la actividad biológica de los metales pesados migrados al suelo debido a las actividades humanas es mayor. En la actualidad, las tecnologías de remediación para el suelo de tierras de cultivo contaminadas con metales pesados incluyen: el uso de biochar, compost, zeolita, arcilla, cal, etc. como estabilizadores para estabilizar los contaminantes de metales pesados in situ; remediación de plantas, utilizando plantas altamente enriquecidas para absorber y eliminar metales pesados en contaminantes del suelo; remediación eléctrica in situ, utilizando el principio de electroquímica para eliminar la contaminación; utilizando nutrientes de silicio como mejoradores del suelo para limitar la migración de metales pesados a las raíces de las plantas; utilizando cloruro de calcio, cloruro férrico y otros agentes químicos para la lixiviación in situ del suelo; Gestión óptima del riego durante la agricultura. Para las tierras de cultivo orgánicas contaminadas, como los HAP, las tecnologías de remediación incluyen biorremediación y fitorremediación.
Al reparar el suelo de las tierras de cultivo contaminadas, no solo puede inhibir la migración de contaminantes del suelo a las plantas, garantizar la seguridad de los productos agrícolas, sino también reducir los riesgos ecológicos y ambientales y los riesgos para la salud de los usuarios de la tierra, lo que genera un gran impacto ambiental y social. beneficios económicos. Sin embargo, en los últimos años, los profesionales de remediación han descubierto que el comportamiento de remediación en sí mismo también causará graves impactos ambientales secundarios, especialmente cuando se adoptan métodos de remediación inapropiados, el impacto ambiental negativo de la remediación puede exceder la exposición de contaminantes en el suelo. Impacto, de modo que el «beneficio ambiental neto» de la restauración es negativo. Por otro lado, cuando se utilizan técnicas como la lixiviación del suelo y la estabilización para la remediación del suelo contaminado, también es necesario considerar los efectos de las técnicas de remediación sobre las propiedades físicas y químicas del suelo y las propiedades biológicas. Por lo tanto, para lograr un manejo sostenible de la tierra agrícola, se requieren consideraciones exhaustivas antes de reparar tierras de cultivo contaminadas.
Como producto importante de los recursos de lodo, la ceramsita de lodo tiene las características de propiedades químicas estables, pequeña densidad, buena resistencia al calor y poros ricos. Ha sido ampliamente utilizado en construcción, protección del medio ambiente, jardinería y otros campos. En el uso de materiales de construcción, se ha estudiado ampliamente el uso de ceramsita liviana para la preparación de concreto agregado liviano y materiales de construcción. El uso de ceramsita de lodo para preparar concreto agregado liviano tiene mayor porosidad y menor densidad que el concreto comercial, y al mismo tiempo reduce la conductividad térmica, la resistencia a la compresión del concreto puede alcanzar 11.1MPa. Al usar ceramsita de lodo para preparar concreto, la resistencia a la compresión 28d del concreto de agregado ligero de ceramsita puede alcanzar 49MPa, que es mucho más alta que 17.2MPa requerida por las especificaciones ASTM C330 y ACI318. La resistencia de la superficie y las pruebas de pulso ultrasónico muestran que el concreto tiene excelentes propiedades. Cómo aumentar aún más la cantidad de lodo, aumentar la resistencia de ceramsita y reducir la tasa de absorción de agua será una importante dirección de investigación en el campo de la construcción y utilización de ceramsita de lodo en el futuro.
En términos de tratamiento de agua, la ceramsita de lodo se usa ampliamente debido a su baja densidad, poros ricos y buena biocompatibilidad. Considerando su uso como relleno BAF, hemos estudiado especialmente su efecto de tratamiento en aguas residuales farmacéuticas y aguas residuales de la industria de productos de soja. La superficie rugosa del lodo ceramsita es propicio para la formación de biopelícula, lo que mejora el efecto del tratamiento de aguas residuales. La ceramsita de lodo se usó como relleno en humedales artificiales y se estudió el efecto de eliminación del fosfato en el agua. Los resultados muestran que la ceramsita de lodo es un material de matriz de eliminación de fósforo continuo y eficiente. Además, el uso del método de coprecipitación hidrotérmica para cargar hidróxidos en capas (LDH) en la superficie de biocerámicas y usarlos como rellenos para humedales artificiales mejora aún más la eliminación de fosfato en las aguas residuales. El método de coprecipitación se usó para cargar hidróxido de lantano en la superficie de ceramsita porosa para preparar material de adsorción de eliminación de fósforo, que amplió aún más el rango de aplicación de ceramsita de lodo.
El uso de lodo para preparar ceramsita ligera es una de las formas importantes de realizar la utilización de los recursos de lodo, que pueden ser ampliamente utilizados en la construcción, el tratamiento del agua y otros campos. La preparación de ceramsita de lodo debe combinarse más con los requisitos de uso y rendimiento de ceramsita, y la proporción de materias primas debe ajustarse razonablemente. Al mismo tiempo, la investigación sobre el mecanismo de las condiciones de oleaje y tostado debe llevarse a cabo para aumentar aún más la cantidad de lodo. Además, el rango de aplicación de ceramsita de lodo se puede ampliar aún más modificando y cargando componentes funcionales.
1. Influencia del contenido de lodo
La proporción de materias primas es un paso clave en la preparación de ceramsita. Es necesario considerar exhaustivamente los factores que influyen, como la cantidad de lodo, la composición química, la plasticidad del blanco y la economía. Cuando se utilizan lodos urbanos y ganga de carbón como materias primas para preparar ceramsita porosa, a la misma temperatura, la densidad de volumen de ceramsita disminuye con el aumento de la cantidad de lodo, y la absorción de agua y la porosidad aumentan en consecuencia. %, la bola de material se agrietó seriamente durante el proceso de secado; Utilizando lodo urbano, bentonita y loess como materias primas para quemar ceramsita ligera, el estudio encontró que la cantidad apropiada de lodo es del 20% al 50%, a medida que el lodo se seca A medida que aumenta la relación de peso, los poros internos de la ceramsita se hacen más grandes, el número de poros se hace más pequeño, la tasa de conexión cruzada de poros aumenta, la densidad aparente se hace más pequeña, la resistencia a la presión del cilindro se hace más pequeña y la absorción de agua aumenta; El lodo de la planta de suministro de agua es el material principal y la arcilla, las cenizas volantes y el polvo de vidrio se utilizan como materiales auxiliares para disparar la ceramsita. Los resultados muestran que cuando el contenido de lodo de la planta de suministro de agua aumenta del 40% al 60%, la densidad de empaquetamiento y la densidad aparente de la ceramsita disminuyen, y la tasa de absorción de agua y la porosidad aumentan en consecuencia. El aumento en la cantidad de lodo, el aumento en el contenido de materia orgánica en la comida cruda y el aumento en la pérdida por ignición provocan muchas grietas durante el proceso de precalentamiento. La mayoría de los estudios sobre la preparación de ceramsita a partir de lodos usan lodos como un aditivo orgánico con una pequeña cantidad (generalmente entre 20% y 30%). Al mismo tiempo, el problema del alto contenido de agua del lodo limita aún más la utilización a gran escala del lodo. En base a esto, el proceso de cocción de ceramsita utilizando lodo urbano como material principal y agregando polvo de vidrio puede aumentar la cantidad de lodo al 75%, para darse cuenta de la posibilidad de la utilización de lodo a gran escala. En el futuro, la tecnología de pretratamiento de lodos con el fin de aumentar la cantidad de lodos y la tecnología de dosificación de materias primas refinadas será una de las direcciones importantes de investigación para la preparación de recursos de lodos para ceramsite.
2. Influencia de la composición química de la materia prima
La composición química de las materias primas de ceramsita de lodo tendrá un impacto significativo en el rendimiento de la densidad aparente, densidad aparente, resistencia a la presión del cilindro, absorción de agua y sellado de metales pesados. Los estudios han demostrado que cuando aumenta el contenido de SiO2 crudo, la densidad de ceramsita de lodo aumentará en consecuencia; cuando el contenido de Al2O3 es inferior al 18%, la resistencia de ceramsita disminuirá en consecuencia; El contenido de SiO2 tiene poco efecto sobre la resistencia de la ceramsita. Se estudiaron los efectos del contenido de SiO2 y Al2O3 sobre las propiedades físicas, la estructura morfológica, la fase cristalina y la estabilidad de los metales pesados de ceramsita. Ceramsita ligera con la menor porosidad y el mejor rendimiento de sellado de metales pesados.
3. Influencia del mecanismo de tostado
La influencia del mecanismo de tostado en el rendimiento de ceramsita incluye principalmente la temperatura de precalentamiento, el tiempo de precalentamiento, la temperatura de tostado, el tiempo de tostado, etc. La temperatura de precalentamiento afecta principalmente la humedad y el contenido de materia orgánica del ceramsito, lo que afecta la resistencia y la densidad aparente de la ceramsita. ceramsita. En comparación con la temperatura de precalentamiento y el tiempo de precalentamiento, la temperatura de tostado y el tiempo de tostado tienen una mayor influencia en el rendimiento del ceramsite. Cuanto mayor es la temperatura de calcinación, más vitrificada es la superficie de ceramsita y la estructura interna más densa, lo que hace que las partículas de ceramsita sean más fuertes. A medida que aumenta la temperatura de tostado de la ceramsita de lodo, el agente fundente se convierte en fase líquida y sustancia vítrea, lo que aumenta la tasa de contracción del volumen de la ceramsita, de modo que aumenta la densidad de la superficie y el interior de la ceramsita, y la absorción de agua. la tasa disminuye.
La preparación de lodos de ceramsita hinchada debe cumplir dos condiciones básicas:
① La materia prima contiene suficientes componentes generadores de gas (como illita, hematita, pirita, dolomita, etc.);
② genera suficiente fase de vidrio en condiciones de alta temperatura para encapsular el gas generado.
Los componentes principales de las materias primas para la cocción de ceramsita son generalmente SiO2 y Al2O3. Al2O3 produce mullita y otros componentes minerales en condiciones de alta temperatura, que es la principal fuente de resistencia de ceramsita; Los óxidos alcalinos Fe2O3, RO (CaO, MgO), R2O (K2O, Na2O), etc. son componentes coadyuvantes de la fusión. Cuando la composición química de la materia prima se encuentra en el área hinchada del diagrama trifásico, se puede usar como materia prima para la cocción de ceramsita. El rango adecuado para producir ceramisita hinchada es SiO2 48% -65%, Al2O3 14% -20%, Fe2O3 La suma de flujos como RO y R2O es 13% a 26%, ym (SiO2 + Al2O3) / m (Fe2O3 + RO + R2O) es de 3.5 a 10.
El lodo es similar a la arcilla, el esquisto y otros componentes principales, principalmente SiO2 y Al2O3, y tiene la posibilidad de una preparación ingeniosa de ceramsita ligera. Agregar demasiado floculante a base de aluminio al lodo de la planta de suministro de agua da como resultado un contenido relativamente bajo de SiO2 y una alta composición de Al2O3, lo que hará que disminuya la resistencia de la ceramsita, y al mismo tiempo la temperatura de sinterización aumentará, resultando en una disminución en la calidad del producto de ceramsita y el desperdicio de energía. El lodo de aguas residuales también tiene el problema del bajo contenido de SiO2. Además, su pérdida por ignición es bastante grande (LOI> 40%). Se contrae significativamente durante el proceso de calcinación, y no hay fase líquida a alta temperatura. Por lo general, no tiene las condiciones para la cocción directa de ceramsita. . Por lo tanto, los investigadores adoptaron el método de agregar materias primas que contienen silicio, aluminio y otros materiales auxiliares para utilizar ingeniosamente el lodo para quemar ceramsita. Los principales componentes químicos de los materiales aditivos comúnmente utilizados, como las cenizas volantes y la montmorillonita. Después de agregar materiales auxiliares de silicio y aluminio, básicamente puede cumplir con los requisitos de materia prima para la cocción de ceramsita. El lodo como aditivo auxiliar juega un papel en la promoción de la expansión de ceramsita.
El lodo es un subproducto producido en el proceso de tratamiento de aguas urbanas. Tiene las características de alto contenido de agua y baja resistencia, y a menudo contiene componentes dañinos como bacterias patógenas, metales pesados y materia orgánica tóxica, dañina y difícil de degradar. Si no se desecha adecuadamente, fácilmente causará dos contaminaciones secundarias.
La eliminación tradicional de lodos adopta principalmente métodos como el relleno de lodos, el uso de la tierra, el compostaje de lodos, la incineración de lodos y el vertido en el océano. Todos estos métodos tienen ciertos inconvenientes. Entre ellos, el vertido en el océano ha sido estrictamente prohibido, y el relleno sanitario de lodos ocupa mucho Los recursos de la tierra y la incineración de lodos El tratamiento de gases de cola es difícil de controlar. Por lo tanto, la investigación sobre nuevas tecnologías de tratamiento y eliminación de lodos para lograr la utilización de los recursos de lodos ha atraído cada vez más atención.
La composición química del lodo es similar a las materias primas para la preparación de ceramsita, por lo que los investigadores consideran usar lodo deshidratado para reemplazar la arcilla, el esquisto y otros recursos no renovables para producir ceramsita. Ceramsite tiene las ventajas de alta resistencia, baja densidad, aislamiento acústico y reducción de ruido, conducción de calor difícil, resistencia a la contracción, superficie rugosa y porosa, y una gran superficie específica. Tiene amplias posibilidades de aplicación en materiales de construcción, tratamiento de aguas, materiales de absorción acústica, sustratos hortícolas, etc.
La ceramsita se puede dividir en ceramsita de arcilla, ceramsita de esquisto y ceramsita de cenizas volantes de acuerdo con diferentes materias primas. La arcilla y el esquisto son recursos no renovables. El estado ha emitido políticas relevantes para prohibir o restringir la minería.
En comparación con el lodo industrial, el lodo de agua y el lodo de aguas residuales domésticas tienen una gran producción y una composición relativamente simple, y se han convertido en el objeto de investigación clave de la preparación de recursos de lodo en el hogar y en el extranjero. Según el proceso de preparación, la ceramsita se puede dividir en ceramsita hinchada, ceramsita sinterizada y ceramsita no cocida. La ceramsita sinterizada tiene una baja densidad, ricos poros internos y una amplia gama de aplicaciones. Por lo tanto, se ha prestado más atención a la investigación.
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