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基于固废基污泥深度脱水的研究
发布时间:2019
项目名称 基于固废基污泥深度脱水的研究
项目类型 创新训练项目
学科类别 环境科学技术及资源科学技术.——环境科学技术及资源科学技术其他学科
项目编号 20190030
立项年份 2019
联系QQ号 1365598005
项目组成员 姓 名 年 级 专 业 是否主持人
黄长城本科2016级资源循环科学与工程第一主持人
郭致蓥博士2018级资源循环科学与工程
戴取秀博士2016级资源循环科学与工程
姜忠阳本科2016级资源循环科学与工程
王尧麟本科2018级资源循环科学与工程
指导教师 姓 名 职 称 研究方向
马丽萍 教授 固废资源化综合利用
学术成果

1.以玉米芯粉为原料研究污泥高效脱水剂制备,探究最佳热解温度、热解时间、投加量对脱水效率影响;2.对脱水剂进行深入物性表征分析,探究脱水机理;3.研究污泥脱水后厌氧加热制备污泥生物炭,对升温过程、热解温度等影响因素分析,对生物炭形成物化特性深入表征分析;4.所制备生物炭改性后单独作为脱水剂脱水研究,未改性污泥生物炭与三氯化铁联合对污泥脱水效率影响研究,探究污泥生物炭作为一种骨架颗粒的可行性,探明最佳条件配置;5.研究添加玉米芯粉生物炭与改性玉米芯粉复合脱水剂的污泥脱水效果,探究添加量、调理过程等对脱水效果影响,分析脱水机理;6.优化实验条件,进行经济性分析,以期将污泥含水率降低至60%以下的同时达到经济环保双赢。

获得三项专利,分别是:

一种污泥脱水的方法、

一种改性玉米芯粉污泥脱水剂的制备方法及应用、

一种超声协同自制脱水剂降低市政污泥含水率的方法;

 

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项目简介  

1.以玉米芯粉为原料研究污泥高效脱水剂制备,探究最佳热解温度、热解时间、投加量对脱水效率影响;2.对脱水剂进行深入物性表征分析,探究脱水机理;3.研究污泥脱水后厌氧加热制备污泥生物炭,对升温过程、热解温度等影响因素分析,对生物炭形成物化特性深入表征分析;4.所制备生物炭改性后单独作为脱水剂脱水研究,未改性污泥生物炭与三氯化铁联合对污泥脱水效率影响研究,探究污泥生物炭作为一种骨架颗粒的可行性,探明最佳条件配置;5.研究添加玉米芯粉生物炭与改性玉米芯粉复合脱水剂的污泥脱水效果,探究添加量、调理过程等对脱水效果影响,分析脱水机理;6.优化实验条件,进行经济性分析,以期将污泥含水率降低至60%以下的同时达到经济环保双赢。

项目特色与创新 创新特色:1.在农业固废处理领域,利用玉米芯特有的性质,将其处理后制备得到污泥脱水剂,用于污泥深度脱水。所使用的材料价廉易得,可大大降低生产成本。且就材料的性质而言,在脱水剂制备方面,能够替代部分成本较高的原材料。同时,体现了以废治废的环保理念,促进了废物间的交互使用,为其他类型固废之间的交互处理提供了一个可借鉴的途径。2.提出了同步降低污泥含水率和污泥毒害性的方法,弥补了目前脱水剂处理污泥效果单一的不足。
项目成果

1.脱水剂改性玉米芯粉生物炭AB作为环保的污泥脱水剂,可以有效地提高污泥的脱水性能,并且具有较高的经济效益和实用性。2.在加入乙酸处理后,污泥含水率降低到56.31%,达到了深度脱水污泥的目的。3.论文选题具有理论和实际应用价值,研究结果可为固体废弃物在污泥脱水中的应用提供参考。4.本次实验主要原料为玉米芯,在以后的实验中,可考虑尝试添加其他农业生活垃圾和工业固废。5.通过对污泥生物炭、三氯化铁以及高锰酸钾联用进行城市污泥脱水的实验数据分析得出。污泥生物炭作为一种骨架颗粒应用于污泥脱水是可行的,污泥生物炭在与三氯化铁联用后调理的污泥进行厌氧加热制备为新的污泥生物炭表面富含铁元素,这样可以改变污泥生物炭负电性的缺点,同时可以减少下一次处理时三氯化铁的投加量,所以污泥生物炭作为一种骨架颗粒与三氯化铁进行联用,可以表现为一种良性循环态势。

研究心得

 

20196月,我们的项目—“固废基污泥深度脱水剂的研究”正式被云南省大学生创新创业训练计划项目立项,之后我们开始了此次项目的工作。历经一年,时至今日,项目基本完成。从最初的发呆茫然,到慢慢进入状态,然后逐渐理清思路,整个写作过程很难用言语表达。经过这一整年的努力,紧张而又充实的大创项目终于告一段落。回顾这些日子的经历,我感慨万千。

3月初,由于新冠肺炎疫情的肆虐,尚在家中的我制定计划,然后开始收集信息。在收集数据的过程中,我使用了学校图书馆提供的知网研学研究平台来查阅大量的书籍和文献,紧接着,我仔细地整理了收集的数据并制定了之后的实验计划。

直到524日(514日回到学校),为期10天的隔离结束了。我之后的实验才正式开始,刚开始的过程并不顺利,因为对实验设备和仪器不熟悉,实验进度非常缓慢。而因为疫情的影响,时间非常的紧迫,我开始怀疑所有实验能否在预期范围内完成。幸运的是,在疫情期间,我没有在家里浪费时间。我查阅了大量的书籍和文献。在马老师和郭学姐的帮助下,我很快找到了实验的感觉。实验过程逐渐顺利进行。看着一串串实验数据被记录下来,我心头上的悲伤之云逐渐散开了。为了确保及时分析实验结果,我将整理实验各部分的数据,确保在第一时间绘制出对应的图纸,并及时向老师汇报,以逐步促进实验的完成。

此外,我认识到了合作的重要性,只有快乐的合作才能使枯燥的实验过程充满欢声笑语,事半功倍。在实验中分工是很重要的,在实验过程中经常会遇到一秒些我们解决不了的问题,在这个时候就只能向带我们的研究生学姐请教。在实验中难免因为一些问题而发生一些不愉快,但就是通过这些才使我们更加了解彼此,更加配合默契,更利于实验的顺利进行。我很高兴能认识这些朋友,实验已经结束,但我们五个人的友谊却无边无际直到永远。

这次的实验使我明白了团队的凝聚力是多么的重要,一个团队只有在团结一心时才能走到最好,凝聚力是一个团队的灵魂。

在实验过程中也培养了我良好的实验素养,不违反实验操作,不损坏仪器,不浪费药品的,在不影响实验的前提下尽量节约资源,每次实验完毕,要清洗、清点和摆好实验用品,遇到困难也会根据自己所学的理论知识寻找解决方法,而不是一味的问别人。这也是我作为一个工科生该具有的基本素质。

又一年的实验结束了,面对枯燥的实验,而且大都周末做实验,我的抱怨减少了,也没有了放弃的念头,当室友问我大创时,我可以告诉他们,我从这次大创中学到了对我以后发展很有用的东西,我以参加了这次大创实验而自豪。

一直到六月初,伴随着好几天加班加点的实验,终于完成了所有实验。当我最终完成时,我感到非常兴奋。我很开心,我认为这一切的努力都是值得的。回想一下这一整年,为了完成大创项目,我曾整天都在查阅文献,也曾整天呆在实验室里,无法离开。也曾由于一时的灵感,到了深夜。这可能只是我漫长人生中的短暂一瞬,但是却让我的灵魂得到洗涤。我衷心感谢这短短的一年,因为我所得到的,不仅是知识,而是从学习思路到学习方法的全面提升。在往后的日子里,我一定会加倍努力,争取为自己的领域做出一份贡献。

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