給水廠污泥陶粒的制備及其在廢水除磷中應用的研究.pdf

1、隨著我國人口的不斷增加及城市化進程的不斷推進，給水廠的數(shù)量也在不斷增多，污泥量呈指數(shù)型增長的態(tài)勢，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，進行經(jīng)濟有效的綜合利用，否則簡單地處理或直接排入到自然環(huán)境中，不僅嚴重污染環(huán)境，而且還會造成水資源與能源的浪費，因此合理處置給水廠污泥成為當前亟需解決的問題。鑒于鋁鹽污泥具有強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，實現(xiàn)污泥的資源化、無害化和減量化，對節(jié)約水資源、改善生態(tài)環(huán)境，推進水環(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支撐。陶粒燒制成功后，研究了陶粒投加量、水力停留時間、初始磷濃度、污水pH和溫度等因素對給水廠污泥陶粒吸磷性能的影響，利用動力學

3、方程、等溫吸附模型對吸附過程進行線性擬合。研究了實驗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，設計了陶粒生物膜反應器，考察了水力停留時間(HRT)、填料層高度對所制備陶粒生物膜脫氮除磷及有機物去除效果的影響，為推廣陶粒用作水處理填料提供依據(jù)。
　　本研究結論如下:
　　(1)本研究以濟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，焙燒時間為8-10分鐘。其中，干燥條件為105℃、2小時，預熱條件為300-400℃、20-30分鐘。通過對陶粒成球階段的摸索，確定了穩(wěn)定成球的最佳控制條件:兩次進料時間間隔在15分鐘以上以保證粉料充分粘附，控制成球機轉速為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)在試制成功后對制備的陶粒進行了物理性質表征測試，結果顯示陶粒的平均粒徑為6～8 mm，比表面積可達4.75-

5、4.95 m2/g、筒壓強度達到了4.2Mpa以上、磨損率小于1.3％、孔隙率為48％-52％，具有吸附性強、機械強度高、耐壓不易碎的特點，具備較好的滲透性能和持水性能，適于用作水處理填料。
　　(3)不同反應條件對給水廠污泥陶粒吸磷性能的影響結果顯示: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，當投加量為20 g/L時，吸附容量最高可達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間的增加而逐漸增

6、大，吸附過程在6-8 d時基本達到反應平衡;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，當初始磷濃度為30 mg/L時，吸附容量最高可達2.2 mg/g，去除率可達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時對溶液中磷的去除率可達92.8％。
　　(4)在HRT為42 h、填料高度為80 cm時，其出水三項指標能夠總體達到《城鎮(zhèn)污水處理廠

7、污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準的要求。其中TP所需的水力停留時間最短為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在近進水端去除效率高;TN在好氧段去除效率高;對TP的去除主要通過填料的吸附作用而實現(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，從濟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