CN112495337B - 利用含油污泥制备陶粒滤料的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用含油污泥制备陶粒滤料的方法，属于原油开采中的废弃物无害化处理技术领域。步骤：按质量比分别称取赤铁矿粉末与油泥，混合并搅拌均匀，得到载铁油泥；将载铁油泥引入等离子体反应槽并从等离子体反应槽槽底部连续曝入空气，对等离子体反应槽内的载铁油泥进行低温等离子体照射，得到去挥发分活性载铁油泥；按质量比分别称取氧化钙粉末和珍珠岩粉末，混合并搅拌均匀，得到掺钙珍珠岩粉末；按质量比分别称取掺钙珍珠岩粉末及去挥发分活性载铁油泥，混合并搅拌均匀并制成陶粒，再依次烘干、高温烧结，而后缓慢冷却，得到陶粒滤料。可充分利用油泥中的油质和泥质；制备工艺步骤简短且廉价易得；避免高含油污泥损及土壤及水系。

Description

利用含油污泥制备陶粒滤料的方法
技术领域
本发明属于原油开采中的废弃物无害化处理技术领域，具体涉及一种利用含油污泥制备陶粒滤料的方法。
背景技术
上面提及的高含油污泥是指含油率为16-60％污泥。原油从开采到加工使用需经过诸多环节，并且会产生大量的含油污泥。我国石化行业每年约产生300万吨含污泥。由于含油污泥含有芳烃物质、病原菌、重金属及放射性元素，具有较强的致癌性，对人体健康危害大，因而称其为固体危险废物。如果不将含油污泥处理而直接填埋或排放，不仅会直接破坏土壤理化结构，而且易将毒害性污染物转移至地下水和地表植物中，造成对自然环境的破坏。
目前，将含油污泥实现资源化利用的技术主要包括溶剂萃取法、离心分离法、热脱附法和热解法。溶剂萃取法设备要求低，工业化处理平台易搭建，但溶剂萃取法处置油泥过程中易损耗大量萃取剂。同时，单一萃取剂无法用于处置不同环节产生的油泥。离心分离法操作简单，但其占地面积大，含污染物废液产量多且处理难度大。热脱附法须在真空或者通入载气的情况下进行，处置过程可通过冷凝和吸附环节回收一定量的可用油，但其回收效率较低，且处置后的泥渣仍为危险废弃物，仍然需要进一步处理。热解法是通过在无氧或厌氧环境下加热油泥，从而使得油泥中重质组分热分解成轻质组分并挥发出来，热解法操作复杂，反应条件苛刻，处置过程中还会产生大量的有毒气体。
近年来，随着人们对资源再利用意识的不断提高，上述含油污泥的资源化利用越来越受到重视并且在公开的中国专利文献中也不乏见诸，如CN103553040B(一种石油焦与含油污泥共热解制备多孔碳的方法)、CN109761460B(一种处理油污泥的油污制剂、制备方法及使用方法)和CN110078070A(一种用于含油污水处理的含油污泥基酸附碳材料的制备方法)。
典型的如CN103241970B推荐的“一种用含油污泥生产的烧结膨胀型轻质陶粒及其制备方法”，该专利的十四种原料及其重量份数可参见说明书第0009至0022段，并且具体的制备方法可参见说明书第0028至0029段。通过对该专利说明书的详阅可知：所述的含油污泥并非为上面提及的原油开采中产生的污泥，而是污水处理厂在处理污水过程中产生的含油污泥。
由于陶粒滤料具有机械强度高、耐冲刷、抗磨损、理化性能稳定等特点，并且由于其微孔丰富、表面粗糙、比表面积大、使用寿命长、耐磨蚀、吸附性能优异、颗粒均匀、密度适宜、不易板结、流失量小、截污能力强、挂膜效率高、空隙率大、反冲洗周期长且反冲洗容易等等优点，因而其用途较为广泛。鉴于此，探索利用前述原油开采中产生的含油污泥制备陶粒滤料具有积极意义。但是在并非限于上面例举的专利文献中均未给出可借鉴的技术启示，并且在迄今为止的中外非专利文献中也同样未见诸有相应的技术启示，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容
本发明的任务在于提供一种利用含油污泥制备陶粒滤料的方法，该方法能有效解决油泥中挥发性有机污染物带来的二次污染和安全问题、既可充分利用油泥中的油质和泥质，又能避免处置过程中因挥发性有机物挥发带来的污染并且良好地体现资源化利用价值、以及该方法制备工艺简短、所用原料廉价易得、有益于避免高含油污泥损及土壤及水系以体现良好的环保意义、由该方法制备的陶粒滤料能体现使用的广泛性以及体现优异的过滤效果。
本发明的任务是这样来完成的，一种利用含油污泥制备陶粒滤料的方法，包括以下步骤：
A)制备载铁油泥，按质量比分别称取赤铁矿粉末与油泥，混合并搅拌均匀，得到载铁油泥；
B)制备去挥发性载铁油泥，将由步骤A)得到的载铁油泥引入等离子体反应槽并从等离子体反应槽槽底部连续曝入空气，同时对等离子体反应槽内的载铁油泥进行低温等离子体照射，得到去挥发分活性载铁油泥；
C)制备掺钙珍珠岩粉末，按质量比分别称取氧化钙粉末和珍珠岩粉末，混合并搅拌均匀，得到掺钙珍珠岩粉末；
D)制备成品陶粒滤料，按质量比分别称取由步骤C)得到的掺钙珍珠岩粉末以及由步骤B)得到的去挥发分活性载铁油泥，混合并搅拌均匀并制成陶粒，再依次烘干、高温烧结并且控制高温烧结的时间，而后缓慢冷却，得到陶粒滤料。
在本发明的一个具体的实施例中，步骤A)中所述的赤铁矿粉末与所述油泥的所述质量比为2-6∶100。
在本发明的另一个具体的实施例中，步骤B)中所述的对等离子体反应槽内的载铁油泥进行等离子体照射的照射时间为0.5-1.5h，等离子体作用电压为5-50kV。
在本发明的又一个具体的实施例中，所述的等离子体为低温等离子体。
在本发明的再一个具体的实施例中，步骤C)中所述的氧化钙粉末与珍珠岩粉末的质量比为5-15∶100。
在本发明的还有一个具体的实施例中，步骤D)中所述掺钙珍珠岩粉末与去挥发分活性载铁油泥的质量比为10-20∶100。
在本发明的更而一个具体的实施例中，步骤D)中所述烘干是将所述陶粒引入烘干装置在100-150℃下烘干2-12h。
在本发明的进而一个具体的实施例中，步骤D)中所述的高温烧结的温度为1000-1200℃，所述控制高温烧结的时间是将高温烧结的时间控制为10-30min。
在本发明的又更而一个具体的实施例中，步骤D)中所述的缓慢冷却是指随炉缓慢冷却至室温。
本发明提供的技术方案的技术效果在于：由于将含油污泥制备成陶瓷滤料，因而有效解决了油泥中挥发有机污梁物带来的二次污染和安全问题，既可充分利用油泥中的油质和泥质，又能避免处理过程中因挥发性有机物挥发带来的污染并且得以良好地体现资源化利用价值；由于制备工艺步骤简短并且所用原料廉价易得，因而既可满足工业化制备要求，又能避免高含油污泥损及土壤和水系以体现良好的环保意义和循环经济精神；由方法制备的陶粒滤料能对垃圾渗滤中去除COD达93％以上、氨氮达92％以上、总磷达95％以上以及重金属铅达89％以上，并且陶粒滤料可广泛用于诸多领域。
具体实施方式
实施例1：
A)制备载铁油泥，按质量比4∶100分别称取赤铁矿粉末与油泥(原油开采中采生的含油污泥，以下同)，混合并搅拌均匀，得到载铁油泥；
B)制备去挥发性载铁油泥，将由步骤A)得到的载铁油泥引入即倒入低温等离子体反应槽并从低温等离子体反应槽槽底部(即反应槽底部)连续曝入空气，也就是从低温等离子体反应槽槽底部连续将空气引入槽内对槽内的前述载铁油泥进行曝气处理，同时对低温等离子体反应槽内的载铁油泥进行低温等离子体照射1.5h(即照射时间为1.5h)，等离子体作用电压即低温等离子体作用电压为5kV，得到去挥发分活性载铁油泥；
C)制备掺钙珍珠岩粉末，按质量比5∶100分别称取氧化钙粉末和珍珠岩粉末，混合并搅拌均匀，得到掺钙珍珠岩粉末；
D)制备成品陶粒滤料，按质量百分比10∶100称取由步骤C)得到的掺钙珍珠岩粉末以及由步骤B)得到的去挥发分活性载铁油泥，混合并搅拌均匀并由制粒装置制成陶粒，再将陶粒引入烘干装置如烘箱在100℃下烘干12h，然后在1000℃高温条件下烧结30min，随炉缓慢冷却至室温，得到陶粒滤料。
本实施例得到的陶粒滤料对垃圾渗滤液过滤的实际应用的例子如下：
垃圾渗滤液来源即垃圾渗滤液取自中国江苏省连云港市青龙山生活垃圾卫生填埋场。该垃圾渗滤液中COD的质量浓度为1267mg/L，氨氮的浓度为846mg/L，总磷154mg/L、铅离子(Pb2+)12mg/L。
利用本发明的实施例1得到的陶粒滤料对垃圾渗滤液过滤试验：将陶粒滤料装入直径为20cm长为40cm的圆柱形漏桶中，压实，得到过滤柱。将1L过滤液以20mL/min的速度从过滤柱上端倒入，从过滤柱下端收集到的液体为处置后渗滤液。
COD浓度检测及COD去除率的计算：垃圾渗滤液中化学需氧量COD的浓度按照国家标准《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》(GB 11914-1989)进行测定；COD去除率按照公式(1)计算，其中RCOD为COD去除率，c0和ct分别为垃圾渗滤液在处理前和处理后的COD浓度(mg/L)。
Figure GDA0003487656790000041
氨氮浓度检测及氨氮去除率计算：垃圾渗滤液中氨氮的浓度按照《水质氨氮的测定水杨酸分光光度法》(HJ536-2009)进行测定；氨氮去除率按照公式(2)计算，其中RN为氨氮去除率，cN0为处理前的垃圾渗滤液中氨氮初始浓度(mg/L)，cNt为处理后的垃圾渗滤液中氨氮剩余浓度(mg/L)。
Figure GDA0003487656790000042
总磷浓度检测及总磷去除率计算：垃圾渗滤液中总磷的浓度按照《水质总磷水质总磷的测定》(GB1893-89)进行测定；总磷去除率按照公式(3)计算，其中Rp为总磷去除率，cp0为处理前的垃圾渗滤液中总磷初始浓度(mg/L)，cpt为处理后的垃圾渗滤液中总磷剩余浓度(mg/L)。
Figure GDA0003487656790000043
铅离子浓度检测及去除率计算：垃圾渗滤液中铅离子浓度按照《水质32种元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法》(HJ 776-2015)测定。铅离子去除率按照公式(4)计算，其中Rpb为铅离子去除率，cPb0为处理前的垃圾渗滤液中铅离子初始浓度(mg/L)，cPbt为处理后的垃圾渗滤液中铅离子浓度(mg/L)。
Figure GDA0003487656790000051
本实施例试验结果见表1。此外，为了便于说明，在表1中还使用了赤铁矿粉末与油泥的质量比为2∶100以及6∶100的例子。
表1所示为赤铁矿粉末和油泥质量比对所制备陶粒滤料净化垃圾渗滤液效果影响
Figure GDA0003487656790000052
由表1可看出，当赤铁矿粉末和油泥质量比小于2:100(如表1中，赤铁矿粉末和油泥质量比＝1.5:100、1:100、0.5:100时以及表1中未列举的更低比值)，赤铁矿粉末较少，挥发性有机物降解效率及陶粒发泡效果变差，导致垃圾渗滤液中COD、氨氮、总磷、铅的去除率均随着赤铁矿粉末和油泥质量比减小显著降低。当赤铁矿粉末和油泥质量比等于2～6:100(如表1中，赤铁矿粉末和油泥质量比＝2:100、4:100、6:100时)，载铁油泥中的铁基材料可作为催化剂，提高自由基与油性物质反应效果。烧结过程中陶粒中的油性物质和赤铁矿粉发生分解，而珍珠岩受热膨胀，从而实现陶粒体发泡，导致陶粒压实密度降低，陶粒通透性和吸附性增强。最终垃圾渗滤液中COD去除率均大于81％、氨氮去除率均大于78％、磷去除率均大于84％、铅去除率均大于74％。当赤铁矿粉末和油泥质量比大于6:100(如表1中，赤铁矿粉末和油泥质量比＝7:100、8:100、9:100时以及表1中未列举的更高比值)，赤铁矿粉末过多，烧结过程中赤铁矿粉吸附钙离子和钠盐，从而使得陶粒烧结效果变差，导致垃圾渗滤液中COD、氨氮、总磷、铅的去除率均随着赤铁矿粉末和油泥质量比进一步增加而显著降低。因此，综合而言，结合效益与成本，当赤铁矿粉末和油泥质量比等于2～6:100时，最有利于提高所制备陶粒滤料净化垃圾渗滤液效果。
实施例2：
仅将步骤A)中的赤铁矿粉末与油泥的质量比改为6：100；将步骤B)中的低温等离子体照射时间改为1h，并且将低温等离子体作用电压改为27.5kV；将步骤C)中的氧化钙粉末和珍珠岩粉末的质量比改为15∶100；将步骤D)中的掺钙珍珠岩粉末与去挥发分活性载铁油泥的质量比改为15∶100，将烘干温度改为125℃并且将烘干时间改为7h，将烧结温度和时间分别改为1100℃和20min。其余均同对实施例1的描述。
本实施例得到的陶粒滤料对垃圾渗滤液过滤的实际应用例子如下：
垃圾渗滤液来源同实施例1。
垃圾渗滤液过滤试验、COD浓度检测及COD去除率的计算、氨氮浓度检测及氨氮去除率计算、总磷浓度检测及总磷去除率计算、铅离子浓度检测及去除率计算均同实施例1。
本实施例试验结果见表2。此外，为了便于说明，在表2中还增加了氧化钙粉末和珍珠岩粉末的质量比为5∶100以及10∶100的例子。
表2为氧化钙粉末和珍珠岩粉末质量比对所制备陶粒滤料净化垃圾渗滤液效果影响
Figure GDA0003487656790000061
由表2可看出，当氧化钙粉末和珍珠岩粉末质量比小于5:100(如表2中，氧化钙粉末和珍珠岩粉末质量比＝4:100、3:100、2.5:100时以及表2中未列举的更低比值)，氧化钙粉末较少，烧结过程中油性物质挥发量增加，陶粒固结效果变差，导致垃圾渗滤液中COD、氨氮、总磷、铅的去除率均随着氧化钙粉末和珍珠岩粉末质量比减小显著降低。当氧化钙粉末和珍珠岩粉末质量比等于5～15:100(如表2中，氧化钙粉末和珍珠岩粉末质量比＝5:100、10:100、15:100时)，将钙掺珍珠岩粉末与去挥发分活性载铁油泥混合后，搅拌过程中钙掺珍珠岩粉末可吸附油泥的油性物质，降低油性物质在烧结初期的挥发量。在烧结过程中，钙离子与珍珠岩中的钠盐和钾盐发生熔融，从而将陶粒固结。最终垃圾渗滤液中COD去除率均大于86％、氨氮去除率均大于84％、磷去除率均大于88％、铅去除率均大于81％。当氧化钙粉末和珍珠岩粉末质量比大于15:100(如表2中，氧化钙粉末和珍珠岩粉末质量比＝16:100、18:100、20:100时以及表2中未列举的更高比值)，氧化钙粉末过量，烧结过程中陶粒过度熔融，陶粒发泡与通透性变差，导致垃圾渗滤液中COD、氨氮、总磷、铅的去除率均随着氧化钙粉末和珍珠岩粉末质量比进一步增加而显著降低。因此，综合而言，结合效益与成本，当氧化钙粉末和珍珠岩粉末质量比等于5～15:100时，最有利于提高所制备陶粒滤料净化垃圾渗滤液效果。
实施例3：
仅将步骤A)中的赤铁矿粉末与油泥的质量比改为2：100；将步骤B)中的低温等离子体照射时间改为1.5h，并且将低温等离子体作用电压改为50kV；将步骤C)中的氧化钙粉末和珍珠岩粉末的质量比改为10∶100；将步骤D)中的掺钙珍珠岩粉末与去挥发分活性载铁油泥的质量比改为20∶100，将烘干温度改为150℃并且将烘干时间改为2h，将烧结温度和时间分别改为1200℃和10min。其余均同对实施例1的描述。
本实施例得到的陶粒滤料对垃圾渗滤液过滤的实际应用例子如下：
垃圾渗滤液来源同实施例1。
垃圾渗滤液过滤试验、COD浓度检测及COD去除率的计算、氨氮浓度检测及氨氮去除率计算、总磷浓度检测及总磷去除率计算、铅离子浓度检测及去除率计算均同实施例1。
本实施例试验结果见表3。此外，为便于说明，在表3中还增加了掺钙珍珠岩粉末与去挥发分活性载铁油泥的质量百分比为10∶100以及15∶100的例子。
表3所示为钙掺珍珠岩粉末与去挥发分活性载铁油泥质量比对所制备陶粒滤料净化垃圾渗滤液效果影响
Figure GDA0003487656790000071
Figure GDA0003487656790000081
由表3可看出，当钙掺珍珠岩粉末与去挥发分活性载铁油泥质量比小于10:100(如表3中，钙掺珍珠岩粉末与去挥发分活性载铁油泥质量比＝9:100、7:100、5:100时以及表3中未列举的更低比值)，钙掺珍珠岩粉末较少，烧结过程中油性物质挥发量增加，陶粒固结及压实密度降低效果变差，导致垃圾渗滤液中COD、氨氮、总磷、铅的去除率均随着钙掺珍珠岩粉末与去挥发分活性载铁油泥质量比减小显著降低。当钙掺珍珠岩粉末与去挥发分活性载铁油泥质量比等于10～20:100(如表3中，钙掺珍珠岩粉末与去挥发分活性载铁油泥质量比＝10:100、15:100、20:100时)，搅拌过程中钙掺珍珠岩粉末可吸附油泥的油性物质，降低油性物质在烧结初期的挥发量。在烧结过程中，钙离子与珍珠岩中的钠盐和钾盐发生熔融，从而将陶粒固结。烧结过程中陶粒中的油性物质和赤铁矿粉发生分解，而珍珠岩受热膨胀，从而实现陶粒体发泡，导致陶粒压实密度降低，陶粒通透性和吸附性增强。最终垃圾渗滤液中COD去除率均大于88％、氨氮去除率均大于87％、磷去除率均大于91％、铅去除率均大于85％。由表3可看出，当钙掺珍珠岩粉末与去挥发分活性载铁油泥质量比大于20:100(如表3中，钙掺珍珠岩粉末与去挥发分活性载铁油泥质量比＝21:100、23:100、25:100时以及表3中未列举的更高比值)，钙掺珍珠岩粉末过多，陶粒烧结过程中过多珍珠岩受热膨胀，从而使得陶粒固结和通透效果变差，导致垃圾渗滤液中COD、氨氮、总磷、铅的去除率均随着钙掺珍珠岩粉末与去挥发分活性载铁油泥质量比进一步增加而显著降低。因此，综合而言，结合效益与成本，当钙掺珍珠岩粉末与去挥发分活性载铁油泥质量比等于10～20:100时，最有利于提高所制备陶粒滤料净化垃圾渗滤液效果。
上述实施例1至3的反应机理如下：
对载铁油泥连续进行曝气并进行低温等离子体处理，曝入的空气及低温等离子体处置过程中释放的热可将油泥中易挥发的有机物从油泥中转移至空气中。低温等离子体处理过程中，低温等离子体高压电极端释放的高能放电通道可使空气中的氧气和水汽发生电离和解离，生成氢氧根自由基、氧自由基、氢自由基。氢氧根自由基、氧自由基及放电通道中释放的微波和紫外射线不仅可将从油泥中挥发出的有机气氛转化为二氧化碳和水汽，还可对油泥中高粘性油性物质进行催化预降解，从而提高其在烧结过程中热分解效果。载铁油泥中的铁基材料可作为催化剂，提高自由基与油性物质反应效果。将钙掺珍珠岩粉末与去挥发分活性载铁油泥混合后，搅拌过程中钙掺珍珠岩粉末可吸附油泥的油性物质，降低油性物质在烧结初期的挥发量。在烧结过程中，钙离子与珍珠岩中的钠盐和钾盐发生熔融，从而将陶粒固结。烧结过程中陶粒中的油性物质和赤铁矿粉发生分解，而珍珠岩受热膨胀，从而实现陶粒体发泡，导致陶粒压实密度降低，陶粒通透性和吸附性增强。
上述实施例1至3可将油泥转化为陶粒滤料，转化过程分为两步，第一步是降低油泥中可挥发性有机物及对油泥中的油性物质进行预处理以提高其在烧结过程中的分解效果；第二步是对第一步处置物进行配料和烧结，从而实现高吸附陶粒制备。本发明制备的陶粒可实现去除垃圾渗滤液中93％COD、92％氨氮、95％总磷、89％铅。
综上所述，本发明提供的技术方案弥补了已有技术中的缺憾，顺利地完成了发明任务，如实地兑现了申请人在上面的技术效果栏中载述的技术效果。

Claims (7)

1.一种利用含油污泥制备陶粒滤料的方法，其特征在于包括以下步骤：
A)制备载铁油泥，按质量比分别称取赤铁矿粉末与油泥，混合并搅拌均匀，得到载铁油泥；
B)制备去挥发性载铁油泥，将由步骤A)得到的载铁油泥引入等离子体反应槽并从等离子体反应槽槽底部连续曝入空气，同时对等离子体反应槽内的载铁油泥进行低温等离子体照射，得到去挥发分活性载铁油泥；
C)制备掺钙珍珠岩粉末，按质量比分别称取氧化钙粉末和珍珠岩粉末，混合并搅拌均匀，得到掺钙珍珠岩粉末；
D)制备成品陶粒滤料，按质量比分别称取由步骤C)得到的掺钙珍珠岩粉末以及由步骤B)得到的去挥发分活性载铁油泥，混合并搅拌均匀并制成陶粒，再依次烘干、高温烧结并且控制高温烧结的时间，而后缓慢冷却，得到陶粒滤料，所述掺钙珍珠岩粉末与去挥发分活性载铁油泥的质量比为10-20∶100。
2.根据权利要求1所述的利用含油污泥制备陶粒滤料的方法，其特征在于步骤A)中所述的赤铁矿粉末与所述油泥的所述质量比为2-6∶100。
3.根据权利要求1所述的利用含油污泥制备陶粒滤料的方法，其特征在于步骤B)中所述的对等离子体反应槽内的载铁油泥进行等离子体照射的照射时间为0.5-1.5h，等离子体作用电压为5-50kV。
4.根据权利要求1所述的利用含油污泥制备陶粒滤料的方法，其特征在于步骤C)中所述的氧化钙粉末与珍珠岩粉末的质量比为5-15∶100。
5.根据权利要求1所述的利用含油污泥制备陶粒滤料的方法，其特征在于步骤D)中所述烘干是将所述陶粒引入烘干装置在100-150℃下烘干2-12h。
6.根据权利要求1所述的利用含油污泥制备陶粒滤料的方法，其特征在于步骤D）中所述的高温烧结的温度为1000-1200℃，所述控制高温烧结的时间是将高温烧结的时间控制为10-30min。
7.根据权利要求1所述的利用含油污泥制备陶粒滤料的方法，其特征在于步骤D)中所述的缓慢冷却是指随炉缓慢冷却至室温。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113292217B (zh) * 2021-07-02 2022-10-28 辽宁石油化工大学 一种微波加热处理废弃油泥的方法
CN114452955A (zh) * 2022-02-15 2022-05-10 臻和慧联(浙江)环境科技有限公司 污水处理用带电载体吸附剂、处理装置及其应用方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005102019A2 (en) * 2004-04-26 2005-11-03 Cap Technologies, Llc Treatment of fluids and/or sludge with electro plasma
CN202070268U (zh) * 2011-04-15 2011-12-14 晶澳太阳能有限公司 湿式过滤装置
CN104743680A (zh) * 2015-04-03 2015-07-01 李文新 一种改性珍珠岩生物填料的制备方法
CN106278346A (zh) * 2016-07-27 2017-01-04 柯步哨 一种生活污泥制备陶粒的方法
CN107262022A (zh) * 2017-07-27 2017-10-20 广州市番禺盛达穗南有限公司 用于吸附水面油污的珍珠岩吸油剂加工方法
CN108191194A (zh) * 2018-02-24 2018-06-22 航天慧能（江苏）环境工程有限公司 一种污水处理厂污泥等离子处理方法
CN110152616A (zh) * 2019-05-27 2019-08-23 常熟理工学院 一种铀离子捕获剂的制备方法
CN110590392A (zh) * 2019-08-29 2019-12-20 宜兴市创新环保有限公司 一种利用含油污泥制备的水处理用陶粒及其制备方法
CN110937770A (zh) * 2019-11-24 2020-03-31 安洁士环保（上海）股份有限公司 一种含油污泥减量化处理工艺
CN111018251A (zh) * 2019-12-25 2020-04-17 大庆油田有限责任公司 一种化学驱油田采出水的深度处理***及处理方法
CN111729640A (zh) * 2020-06-24 2020-10-02 常熟理工学院 一种改性蛭石吸附剂的制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111747407B (zh) * 2020-07-16 2022-03-29 常熟理工学院 一种玉米淀粉活性炭的制备方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005102019A2 (en) * 2004-04-26 2005-11-03 Cap Technologies, Llc Treatment of fluids and/or sludge with electro plasma
CN202070268U (zh) * 2011-04-15 2011-12-14 晶澳太阳能有限公司 湿式过滤装置
CN104743680A (zh) * 2015-04-03 2015-07-01 李文新 一种改性珍珠岩生物填料的制备方法
CN106278346A (zh) * 2016-07-27 2017-01-04 柯步哨 一种生活污泥制备陶粒的方法
CN107262022A (zh) * 2017-07-27 2017-10-20 广州市番禺盛达穗南有限公司 用于吸附水面油污的珍珠岩吸油剂加工方法
CN108191194A (zh) * 2018-02-24 2018-06-22 航天慧能（江苏）环境工程有限公司 一种污水处理厂污泥等离子处理方法
CN110152616A (zh) * 2019-05-27 2019-08-23 常熟理工学院 一种铀离子捕获剂的制备方法
CN110590392A (zh) * 2019-08-29 2019-12-20 宜兴市创新环保有限公司 一种利用含油污泥制备的水处理用陶粒及其制备方法
CN110937770A (zh) * 2019-11-24 2020-03-31 安洁士环保（上海）股份有限公司 一种含油污泥减量化处理工艺
CN111018251A (zh) * 2019-12-25 2020-04-17 大庆油田有限责任公司 一种化学驱油田采出水的深度处理***及处理方法
CN111729640A (zh) * 2020-06-24 2020-10-02 常熟理工学院 一种改性蛭石吸附剂的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Fe2O3对污泥与底泥制备轻质陶粒性能的影响";刘明伟等;《哈尔滨工业大学学报》;20121031;第44卷(第10期);第18-21页 *

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