污泥水热碳化机理研究论文

近期，苏州大学材料与化学化工学部的汪胜教授在国际重量级学术期刊Advanced Materials上发表了题为“Ultrastrong and Tough Graphene Aerogel Fibers with Hierarchical Architecture”的论文。该论文报道了一种新型石墨烯气凝胶纤维，该纤维具有超强和韧性的特点，并且具有分层结构。这种新型石墨烯气凝胶纤维的制备方法简单易行，所得纤维具有超高的拉伸强度和韧性，并且具有显著的储能能力和超高的导电性能，因此在柔性电子、高强度材料和先进能源储存等领域有着广泛的应用前景。这项研究成果的发表不仅提高了我国在新型高性能材料领域中的国际影响力，而且也为石墨烯气凝胶纤维的制备和应用提供了新的思路。

现阶段我国城市污水处理厂每年排放的污泥量（干重）大约为130万吨，并以年增长率10%的速率增长。城市污水处理厂污泥的组分复杂，含有大量的有机质、营养元素、重金属、病原菌和有机污染物等，如不及时加以妥善处理，将会对环境造成严重的二次污染。因此，探求安全有效的方法进行污泥处理与处置，实现污泥减量化、无害化、稳定化和资源化就成文本文研究的出发点。1城市污水处理厂污泥处置的现状及发展趋势随着污泥安全处理处置问题的日益突出，国内不少城市自2002年开始建设现代化污泥处置设施。毋庸置疑，污泥处置实质性工作的开展在大部分污水处理厂还处于起步阶段，湿污泥被随意抛弃或露天堆放的现象比比皆是，只有20%不到的湿污泥实现了资源化处置，引起较多的二次污染。现阶段城市污水处理厂污泥资源化处置技术基本上采用引进西方技术，或在吸收西方先进技术的基础上进行改良、创新或国产化。目前水泥窑协同处置、空心桨叶热蒸汽烘干、高温好氧堆肥、污泥制砖、化学调理深度脱水加焚烧及循环流化床干化加焚烧等都在国内污水处理厂中有了实际应用，但诸如污泥低温制油、污泥制陶、污泥熔化、污泥湿式氧化、污泥制活性吸附剂等新技术还仍处于研究阶段，没有进行大规模工程应用。2城市污水处理厂污泥资源化处置的典型技术好氧堆肥污泥好氧堆肥是将固体有机废弃物转化为高质量有机肥的重要无害化和资源化途径，它不仅可以解决城市污泥环境污染问题，而且对于发展有机肥、保持和提高土壤肥力，促进农业持续发展有着重要的意义。例如陶娟娟在常温下以体积为1m3的堆体（包含污泥、稻草和木屑），C/N为30，含水率为55%，通过人工翻堆来进行通风，测得种子发芽系数为，腐熟度高。在塌陷区贫瘠土地上应用堆肥产品后，土壤中的重金属和营养元素等均有所提高，且重金属增加量符合国家标准《土壤环境质量标准（GB15618-1995）》所规定的农田土壤质量控制标准允许值，由此得出城市污水处理厂污泥在常温状态下自然通风堆肥效果较好。污泥制砖污泥制砖是指将污泥经过一定处理筛选后，与其他原料混合（如粘土）加压成型，焙烧后制得污泥砖。近年来，我国越来越多的学者开始对污泥制砖资源化展开相关研究：①有研究者将城市污泥加入到烧结砖中，考察制备得到的污泥粘土烧结砖的各项性能，结果显示当加入的污泥量在5%-6%之间时，生产得到的页岩及粘土烧结普通砖均可作为承重砖体使用。而当污泥的加入量少于5%时，所得到的页岩烧结空心砖强度，可作为填充墙（或隔离墙）使用；②有研究者利用污水处理厂剩余污泥制备粘土砖，结果显示当污泥添加量为5%到25%之间时，制备的砖体具有较好的保温隔音效果。如果投入工业生产，一个普通的陶瓷砖生产厂每天可消耗30吨污泥；③有研究者利用污水处理厂深度脱水污泥制备烧结砖时发现，当污泥掺量为20%时，砖体呈现较好性能，能够用作承重墙体的建造。经计算，生产100万块深度脱水污泥砖，能带来76000元的经济效应，同时分别能减排吨和吨的二氧化硫。污泥燃料化由于污泥具有较高的热值，在许多工业应用中将污泥作为替代燃料，有研究者利用污泥热值，将其添加到水煤浆中制备成生物质煤浆，此举既节约了煤资源，又省掉了污泥前处理等繁琐程序；有研究者以污泥、稻草和烟煤为原料，压制成污泥燃料，结果显示污泥：烟煤：稻草=：：且控制成型压力和过量空气系数分别为50MPa和时，其污泥型燃料的燃烧速率最快；有研究者用成型干化工艺制备污泥-煤复合燃料，结果显示污泥的含水率、成型压力以及原材料的添加比例都对燃料的成型有很大影响，并且污泥煤秃先剂舷嘟嫌诖课勰嗑哂薪虾玫母苫性能，能同时实现污泥脱水和资源化的双重目的；有研究者制备了污泥秸秆衍生固体燃料，结果显示该种燃料相较于污泥单独燃烧和煤混合燃烧都具有更好的燃烧特性，能替代燃料使用。3结语城市污水处理厂污泥资源化利用在我国已经有超过20年的历史，自20世纪80年代初，第一座城市污水处理厂天津纪庄子污水处理厂建成投产后，污泥既由附近郊区的农民用于农田。而本文主要对好氧堆肥、污泥制砖和污泥燃料化技术的研究现状进行了阐述，以期为提高城市污水处理厂污泥资源化的效率，提供一些有益的参考。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：

化工专业毕业论文开题报告范文

1.引言

中国有82%的人饮用浅井和江河水，其中水质污染严惩细菌超过卫生标准的占了75%，受到有机物污染的饮用水人口约亿。长期以来，人们一直认为自来水是安全卫生的。但是，因为水污染，如今的自来水已不能算是卫生的了。一项调查显示，在全世界自来水中，测出的化学污染物有2221种之多，其中有些确认为致癌物或促癌物。从自来水的饮用标准看，中国尚处于较低水平，自来水目前仅能采用沉淀、过滤、加氯消毒等方法，将江河水或地下水简单加工成可饮用水。自来水加氯可有效杀除病菌，同时也会产生较多的卤代烃化合物，这些含氯有机物的含量成倍增加，是引起人类患各种胃肠癌的最大根源。目前，城市污染的成分十分复杂，受污染的水域中除重金属外，还含有甚多农药、化肥、洗涤剂等有害残留物，即使是把自来水煮沸了，上述残留物仍驱之不去，而煮沸水中增加了有害物的浓度，降低了有益于人体健康的溶解氧的含量，而且也使亚硝酸盐与三氯甲烷等致癌物增加，因此，饮用开水的安全系数也是不高的。据最新资料透露，目前中国主要大城市只有23%的居民饮用水符合卫生标准，小城镇和农村饮用水合格率更低。水污染防治当务之急，应确保饮用水合格。为此应加大水污染监控力度，设立供水水源地保护区。母亲河黄河1972年第一次断流，1997年断流226天，近700公里河床干涸。海河300条支流，无河不干，无河不臭。华北地下水严重超采，形成面积7万多平方公里的世界上最大的地下水漏斗区，地面下沉，海水入侵。全国668个城市中，有400多个供水不足，100多个严重缺水。上世纪九十年代末以来，土地沙化速度上升到每年3400多平方公里。

更可怕的是，中国水资源总量还在下降。1997年总量为27855亿立方米，而2004年就降到24130亿立方米。从上世纪50年代以来，长江上游20多条河流平均萎缩了。世界自然基金会3月19日发表报告，将长度与水量均为世界第三的长江列入世界面临干涸的10条大河之一。水体污染影响工业生产、增大设备腐蚀、影响产品质量，甚至使生产不能进行下去。水的污染，又影响人民生活，破坏生态，直接危害人的健康，损害很大。目前，人们已意识到不能以破坏生态环境来发展经济，这样的代价太大了。中国已提出社会经济可持续发展和保护人民的身体健康的战略，对整治水域污染采取了一系列强有力的措施。

水污染处理有三种方法：物理法、化学法、生物降解法。

物理法：废水处理方法的选择取决于废水中污染物的性质、组成、状态及对水质的要求。一般废水的处理方法大致可分为物理法、化学法及生物法三大类。

利用物理作用处理、分离和回收废水中的污染物。例如用沉淀法除去水中相对密度大于1的悬浮颗粒的同时回收这些颗粒物;浮选法(或气浮法)可除去乳状油滴或相对密度近于1的悬浮物;过滤法可除去水中的悬浮颗粒;蒸发法用于浓缩废水中不挥发性的可溶性物质等[2]。

化学法：利用化学反应或物理化学作用回收可溶性废物或胶体物质，例如，中和法用于中和酸性或碱性废水;萃取法利用可溶性废物在两相中溶解度不同的“分配”，回收酚类、重金属等;氧化还原法用来除去废水中还原性或氧化性污染物，杀灭天然水体中的病原菌等[2]。

生物法：利用微生物的生化作用处理污水中的.有机物。例如，生物过滤法和活性污泥法用来处理生活污水或有机生产污水，使有机物转化降解成无机盐而得到净化[2]。

长期以来污水多采用活性污泥法处理，也是世界各国应用最广泛的一种生物处理流程，具有处理能力高，出水水质好的优点。

2.课题名称、专业年级、学生、指导老师

课题名称：三价盐氯化铝对活性污泥降解性能的影响

专业年级：××××级应用化工技术

成 员：×××

指导老师：×××

3.课题内容

①活性污泥的培养

实验室活性污泥培养是利用间歇培养的方法，利用曝气装置向活性污泥曝气，即闷曝，只是通入氧气，隔一段时间进行静置沉淀一小时，然后换水，要加入适量养料培养，如此反复，维持实验所需的活性污泥的浓度。

②三价盐氯化铝对活性污泥降解性能研究方法

水体质量的判断主要是依靠某些指标来表示，包括DO，COD，BOD等。其中COD是“化学需氧量(chemical oxygen demand)”的英文缩写，是反映水体中还原性污染物(包括有机的和无机的还原性物质)的指标。这里就采用COD指标来表示。COD的测定方法有很多种。参照大量文献最总总结出一种测定方法，即往试样中加入已知量的重铬酸钾溶液，在强酸介质中，以硫酸银作为催化剂，经高温消解后，用分光光度法测定COD值。当试样中COD值为100mg/L至1000mg/L，在60020纳米波长处测定重铬酸钾被还原产生的三价铬离子的吸光度，试样中COD值与三价铬离子的吸光度的增加值成正比例关系，将三价铬离子的吸光度换算成COD的值。当试样中COD值为15mg/L至250mg/L，在440±20纳米的波长处测定重铬酸钾未被还原的六价铬离子和被还原产生的三价铬离子两种铬离子的总吸光度;试样中COD值与六价铬离子的吸光度的减少值成正比，和三价铬离子的吸光度的增加值成正比，将总吸光度换算成COD值[3-8]。

配置不同浓度的三价盐氯化铝水样，在回流装置中加热，沸腾一小时后，放入锥形瓶中冷却，而后加入指示剂用而配置好的已知浓度的硫酸亚铁铵标准溶液进行滴定，记录数据。再重复上述操作，从而研究三价盐氯化铝对活性污泥降解性能的影响。

③验证

通过实验数据，作出不同浓度氯化铝水样的COD值随时间的变化曲线，从而分析三价盐氯化铝对活性污泥降解性能是否有影响。

4.本课题的目的、意义

随着社会的发展，造纸、化工行业都排放大量的工业废水。含重金属的废水污染环境，破坏生态平衡，影响动植物生长，严重危害人类健康。因此，国内外学者都在积极探索和研究一种高效的降解活性污泥的方法。

本文主要研究了废水中不同浓度的氯化铝对活性污泥降解性能的影响，通过测定污泥处理前后工业污水的COD值，研究不同浓度驯化下的活性污泥的生长及对有机物的降解情况，为进一步推广活性污泥在工业中的应用提供有力的数据支持[9]。

5.拟使用的主要试剂和仪器

①试剂：

无水氯化铝(分析纯)、六水合硫酸亚铁铵(分析纯)、重铬酸钾(优级纯)、浓硫酸(分析纯)、硫酸汞(分析纯)、硫酸银(分析纯)、葡萄糖(优级纯)(50g/L)、1，10-邻菲罗琳、蒸馏水等。

②仪器：

智能恒温电热套、鼓泡机、托盘天平、电子天平、圆底烧瓶(250mL)、空气冷凝管、小烧杯(50mL)、量筒(100mL)、量筒(10mL)、量筒(5mL)、锥形瓶(250mL)、离心机等。

6.预期目标

影响活性污泥活性的因素有很多，而本实验只研究不同浓度的氯化铝对活性污泥降解能力是否有影响，因此我们选氯化铝为研究对象，测定污泥处理前后污水的COD值，研究不同浓度氯化铝驯化下的活性污泥的生长及对有机物的降解情况，可以给对于活性污泥降解能力的研究提供一个客观的数据支持，另外在课题实验中还要最大可能的排除氯离子的影响，以达到一个客观准确的测量结果。

7.阶段性工作

第4～5周 文献查阅。

第6周 完成开题报告及文献综述，制定实验方案。

第7周 准备实验室，领取仪器和药品，配制所需试剂。

第8～14周 按实验方案完成实验，同时总结试验过程中的不足，以及实验过程中的现象和结论，记录并处理数据。

第15～16周 整理数据，制表画图，撰写毕业论文。

第17周 论文答辩

参考文献

[1] 崔衍立.城市污水处理常用方法比较研究[J].内江科技，2010.

[2] 殷实.浅谈活性污泥在废水处理中的应用[J].环境研究与监测，2010，(2) :23-24.

[3] 孙惠修.排水工程.第四版.北京:中国建筑工业出版社，1999:105-107.

[4] 苏振中.CODcr与BOD5的相关性研究[J].黑龙江环境通报，2010，34 (2):75-78.

[5] 顾凤妹.李秀霞.重铬酸钾法测定COD影响因素分析[J].小氮肥，2009，37 (3):18-20.

[6] 李国刚，王德龙.生化需氧量BOD测定方法综述[J].中国环境监测，2004，20 (2):54-57.

[7] 肖肖，陈英姿.BOD5测定的影响因素分析[J].化学工程与装备，2009，9:176-177.

[8] 王锐刚.活性污泥法除磷动力学研究[D].中国矿业大学环测学院，2009:9-11.

[9] 徐航.COD重铬酸钾分析法相关问题的探讨[J].化学工程与装备，2010，6: 171-172.

最近，苏州大学材料与化学化工学部的汪胜教授团队在高水平期刊《Nature Communications》上发表了题为“Hybrid nanogenerator for simultaneously harvesting sun and rain energy”的一篇论文。该研究团队成功地设计并制备了一种新型的混合纳米发电机，可以同时从太阳和雨水中收集能量。该混合纳米发电机采用了多层结构，包括由半导体纳米线、珍珠岩和碳纤维布组成的柔性基板和由钛酸锶、银、氧化锌和聚丙烯腈等复合材料制成的光电极。在实验中，该混合纳米发电机可以同时输出太阳能和雨能电能，达到了不错的能量转换效率。这项研究的成果具有重要的应用价值，可以在实现清洁能源方面发挥重要作用。该研究还证明了科学家们通过将不同技术结合在一起，可以开发出更加高效的能源转换装置。

根据最近的学术报道，苏州大学材料与化学化工学部的汪胜教授团队最近发表了一篇题为“CoCu纳米芯片的反应性气体传感器应用研究”的论文。该研究利用电化学沉积法制备了CoCu合金纳米芯片，并将其应用于反应性气体传感器中。研究显示，在CO2和NH3等反应性气体的作用下，CoCu纳米芯片的电阻率发生明显变化。通过进一步的分析和实验，研究人员得出结论：CoCu纳米芯片可用作一种非常灵敏和准确的反应性气体传感器，并有望在环境检测、医疗诊断和制药生产等领域发挥重要作用。这项研究成果为新型纳米电化学材料的研究开辟了新的思路，对于促进纳米传感器技术的发展也具有重要意义。