給水廠污泥陶粒的制備及其在廢水除磷中應(yīng)用的研究.pdf

1、隨著我國(guó)人口的不斷增加及城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，給水廠的數(shù)量也在不斷增多，污泥量呈指數(shù)型增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，每年大約產(chǎn)生150-240萬噸干污泥，如此巨量的給水污泥需要合理籌劃研究，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效的綜合利用，否則簡(jiǎn)單地處理或直接排入到自然環(huán)境中，不僅嚴(yán)重污染環(huán)境，而且還會(huì)造成水資源與能源的浪費(fèi)，因此合理處置給水廠污泥成為當(dāng)前亟需解決的問題。鑒于鋁鹽污泥具有強(qiáng)大的磷吸附潛力并且材料方便易得，探討水廠鋁鹽污泥的制備陶粒處理生活污水，可以節(jié)省污泥處理成本

2、、降低環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)污泥的資源化、無害化和減量化，對(duì)節(jié)約水資源、改善生態(tài)環(huán)境，推進(jìn)水環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
　　本論文首先以給水廠鋁鹽污泥作為主要原料，通過研究在給水廠污泥陶粒制備過程中的各種控制條件，分析不同因素對(duì)制備陶粒的影響，獲得最佳的給水廠污泥陶粒制備工藝，為新型陶粒的開發(fā)提供工藝參考和技術(shù)支撐。陶粒燒制成功后，研究了陶粒投加量、水力停留時(shí)間、初始磷濃度、污水pH和溫度等因素對(duì)給水廠污泥陶粒吸磷性能的影響，利用動(dòng)力學(xué)

3、方程、等溫吸附模型對(duì)吸附過程進(jìn)行線性擬合。研究了實(shí)驗(yàn)室專利高效脫氮菌株XP-1、CL-1、CL-3以及活性污泥在給水廠污泥陶粒表面生物膜形成特性，設(shè)計(jì)了陶粒生物膜反應(yīng)器，考察了水力停留時(shí)間(HRT)、填料層高度對(duì)所制備陶粒生物膜脫氮除磷及有機(jī)物去除效果的影響，為推廣陶粒用作水處理填料提供依據(jù)。
　　本研究結(jié)論如下:
　　(1)本研究以濟(jì)南某給水廠污泥為原料制備陶粒，輔料為少量粘土，其中給水廠污泥的摻加量為75％-80％，經(jīng)1

4、150℃焙燒而成，焙燒時(shí)間為8-10分鐘。其中，干燥條件為105℃、2小時(shí)，預(yù)熱條件為300-400℃、20-30分鐘。通過對(duì)陶粒成球階段的摸索，確定了穩(wěn)定成球的最佳控制條件:兩次進(jìn)料時(shí)間間隔在15分鐘以上以保證粉料充分粘附，控制成球機(jī)轉(zhuǎn)速為30-40 r/min，原料與粘合劑交替添加，粘合劑的添加量約為10％。
　　(2)在試制成功后對(duì)制備的陶粒進(jìn)行了物理性質(zhì)表征測(cè)試，結(jié)果顯示陶粒的平均粒徑為6～8 mm，比表面積可達(dá)4.75-

5、4.95 m2/g、筒壓強(qiáng)度達(dá)到了4.2Mpa以上、磨損率小于1.3％、孔隙率為48％-52％，具有吸附性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、耐壓不易碎的特點(diǎn)，具備較好的滲透性能和持水性能，適于用作水處理填料。
　　(3)不同反應(yīng)條件對(duì)給水廠污泥陶粒吸磷性能的影響結(jié)果顯示:給水廠污泥陶粒的吸附容量隨著陶粒投加量的增大而逐漸減小，當(dāng)投加量為20 g/L時(shí)，吸附容量最高可達(dá)2.3 mg/g;給水廠污泥陶粒的吸附容量和磷去除率隨著水力停留時(shí)間的增加而逐漸增

6、大，吸附過程在6-8 d時(shí)基本達(dá)到反應(yīng)平衡;給水廠污泥陶粒的吸附容量隨著初始磷濃度的增大而逐漸增加，當(dāng)初始磷濃度為30 mg/L時(shí)，吸附容量最高可達(dá)2.2 mg/g，去除率可達(dá)91.2％;給水廠污泥陶粒的吸附容量隨著污水pH的減小而逐漸減小，保持污水pH值為中性或偏堿性有利于陶粒吸附除磷，在pH=7時(shí)對(duì)溶液中磷的去除率可達(dá)92.8％。
　　(4)在HRT為42 h、填料高度為80 cm時(shí)，其出水三項(xiàng)指標(biāo)能夠總體達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠

7、污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的要求。其中TP所需的水力停留時(shí)間最短為24 h;出水COD、TP隨著HRT的增加，去除速率先增加而后趨于穩(wěn)定;出水TN隨著HRT的增加而緩慢減少。COD在近進(jìn)水端去除效率高;TN在好氧段去除效率高;對(duì)TP的去除主要通過填料的吸附作用而實(shí)現(xiàn)。
　　本研究以充分利用給水廠鋁鹽污泥，探索給水廠污泥陶粒用作水處理填料為立足點(diǎn)，從濟(jì)南某給水廠取得污泥，探索給水廠污泥陶粒制備的最佳工藝條