粉煤灰陶粒濾料的制備及其在廢水生物處理中的應(yīng)用研究.pdf

1、粉煤灰是燃煤電廠排放的固體廢棄物，如果處置不當，不僅會對環(huán)境造成二次污染，同時也是對資源的嚴重浪費。目前，我國粉煤灰的主要應(yīng)用途徑是直接作為建筑材料或燒制陶粒用作建筑骨料。將粉煤灰陶粒作為曝氣生物濾池進行污水處理成為近年來國內(nèi)外研究的熱點。但是，這些陶粒中粉煤灰摻量小，并且必須添加粘土這一類耗竭資源。因此，研究開發(fā)粉煤灰摻量大、能夠滿足曝氣生物濾池要求的陶粒勢在必行。
　　本文以粉煤灰為主要原料，添加煤矸石作為成孔劑，經(jīng)混合、成球

2、、高溫焙燒等過程制備陶粒濾料，分別考察了焙燒溫度、保溫時間和原料配比（煤矸石含量）對陶粒性能的影響，并結(jié)合正交試驗確定了制備陶粒的最佳工藝條件；之后，將按照最佳工藝條件制得的陶粒應(yīng)用于曝氣生物濾池反應(yīng)器，進行處理生活污水的小試研究，通過考察污染物的去除效果，研究了粉煤灰陶粒濾料在廢水生物處理中的應(yīng)用性能。
　　按照國家標準《水處理人工陶粒濾料》(CJ/T299-2008)，以密度、堆積密度、表觀密度、比表面積、空隙率、含泥量、鹽酸

3、可溶率、破碎率與磨損率之和等為評價陶粒性能的指標，通過單因素試驗和正交試驗研究，確定制備粉煤灰陶粒的最佳工藝條件為：焙燒溫度1050℃，保溫時間10min，煤矸石含量5％。在最佳工藝條件下制得粉煤灰陶粒的各項指標為：密度2.1286g/cm3，堆積密度0.9817g/cm3，表觀密度1.6965g/cm3，比表面積1.6012×104cm2/g，空隙率42.13%，含泥量0.25%，鹽酸可溶率1.46%，破碎率與磨損率之和2.96%。掃

4、描電鏡分析表明，粉煤灰陶粒表面粗糙，孔隙結(jié)構(gòu)豐富且大孔數(shù)量較多，利于微生物的附著生長，是一種優(yōu)良的微生物載體。
　　將最佳工藝條件下制得的粉煤灰陶粒用作曝氣生物濾池的濾料，處理城市生活污水。反應(yīng)器采用接種掛膜的方法進行啟動，啟動時間為11d。分別考察了啟動期間和穩(wěn)定運行期間曝氣生物濾池反應(yīng)器對 COD、NH3-N、總磷、SS的去除效果。在啟動期間，隨著運行時間的延長，反應(yīng)器出水COD不斷減小，去除率逐步升高；出水總磷增大，去除率減

5、?。怀鏊甆H3-N濃度減小，去除率升高，之后趨于穩(wěn)定。在穩(wěn)定運行期間，將反應(yīng)器的水力負荷由0.15m3/(m2?h)逐漸提高到0.30m3/(m2?h)、0.45m3/(m2?h)和0.60m3/(m2?h)，考察了水力負荷變化對污染物質(zhì)去除效果的影響。同時，研究了濾料層不同高度處COD和NH3-N的去除效果。最后，對比了粉煤灰陶粒和商品陶粒的物理性能及在廢水生物處理中的應(yīng)用性能。
　　分析表明，以粉煤灰和煤矸石為原料制備陶粒能夠