污泥制陶粒技术可行性分析与烧结机理研究

研究了污泥烧结陶粒轻骨料的建材性能,分析了污泥制陶粒轻骨料的技术可行性和存在的难题,并从烧结过程的结构形态变化和晶体相反应机理角度讨论了可行的解决办法. 结果表明,当烧结温度为1　050 ℃,烧结时间为30 min时,烧结体的内部产生熔融液相导致烧结体收缩致密化,建材性能显著提高,但抗压强度仍达不到建材标准要求. 其主要原因是污泥中的有机物含量较高,烧结过程中有机物的挥发导致烧结体内部产生较大孔隙,使产品开裂. 污泥烧结体中的主要晶体相是石英、钙黄长石、钙镁磷酸盐和磷酸铝,污泥中磷的含量很高,因此,可添加高铝无机材料促进钙镁磷酸盐和磷酸铝高强晶体相的形成,提高烧结体抗压强度,经调质后利用污泥烧结陶粒轻骨料技术可行.      

轻质陶粒滤料生态滤床的挂膜与启动研究

以自行设计的反应器作为生态滤床的基础,采用活性污泥作为接种污泥,采用轻质陶粒作为生态滤床的滤料,对其进行挂膜.在整个挂膜过程中,温度控制在中温条件下,进水pH值控制在7左右,水力停留时间为24 h,进水方式为连续进水,并根据需要对曝气量进行调节.在挂膜过程中对进、出水的COD、NH_3-N、TP、Cl~-和pH进行检测,并刮取少量轻质陶粒上的生物膜制成镜检切片后用多媒体显微镜对生物膜的形态进行观察.研究结果表明,在中温条件下采用活性污泥作为接种污泥,以轻质陶粒为滤料的生态滤床在15 d内挂膜成功;且随着进水污染负荷的提高,其去除率也逐渐提高,其中COD的去除率最后稳定在95%左右,NH3-N的去除率稳定在85%左右,TP的去除率在挂膜后期达到了80%以上;Cl~-作为微生物所需的微量元素在微生物生长高峰期为50%,稳定期保持在20%左右;进水pH保持在7左右,出水pH略高于进水,在8左右;从第13 d和第15 d的切片可观察到轮虫这种象征生物膜成熟的微生物的出现,此外还有大量的丝状菌和菌胶团.     

低温下生物陶粒反应器去除水源水中氨氮的研究

利用生物陶粒预处理工艺,研究低水温条件下生物陶粒反应器对氨氮的去除效果.进水氨氮浓度为0.5～1.4mg/L,水力停留时间为20～30min.结果表明,低温条件下,生物陶粒反应器对进水中氨氮的去除效果随着水温的下降而降低,但总体上对氨氮仍然有较好的去除效果.当水温从10℃下降到0.4℃时,生物陶粒反应器对氨氮的去除率从90%下降到65%.当水温在3℃以上时,出水中NO₂^--N低于进水NO₂^--N的含量.当水温下降到3℃以下后,出水中NO₂^--N超过了进水中NO₂^--N的含量.在陶粒反应器内部出现了NO₂^--N积累现象,水温越低,出水NO₂^--N的含量越高.     

陶粒生物滤池低温处理黄河水研究

进行了利用陶粒生物滤池工艺低温生物预处理黄河微污染水的研究,结果表明,温度的降低对陶粒生物滤池去除CODMn、UV254和氨氮的影响不明显,其平均去除率分别为11%、22.2%和61.2%。水温低于5℃时出水中亚硝酸氮浓度升高。此外,低水温条件下陶粒上生物膜脱氢酶活性仍然较高。     

给水厂污泥陶粒制备及其对氮磷吸附研究

水中氮磷的去除能有效控制水体富营养化。用给水厂的两种污泥在3种烧结温度下制备陶粒,并进行陶粒同步吸附氮磷的性能实验。结果表明,600℃烧结温度下平流沉淀池湿污泥制备的陶粒吸附氮磷的综合效果最好。该陶粒对磷酸盐和氨氮的吸附过程都符合Langmuir模型和准二级动力学模型。pH为7时,陶粒同步吸附氮磷,对氨氮的吸附量可达0.650mg/g,对磷酸盐的吸附量可达0.706mg/g。可见,给水厂污泥陶粒同步吸附氮磷表现出良好的吸附效果。     

开孔陶粒的制备与同步硝化/反硝化生物反应器的构建

为了在常规淡水养殖条件下实现同步硝化/反硝化(SND)脱氮,研究了自制陶粒组建SND生物反应器的脱氮能力。结果表明,在陶土中添加1.5%(质量分数)纸纤维,900℃烧蚀6h,可制得内部具有丰富开孔孔隙结构的多孔陶粒;利用该陶粒构建SND生物反应器,在常规淡水养殖条件下,可顺利启动SND反应,亚硝态氮在第2天时开始显著积累,氨氮质量浓度在第6天起即可从15mg/L降至检测限以下;开孔陶粒借助内部孔隙形成好氧/厌氧微环境,抑制亚硝酸盐氧化细菌(NOB)生长并促使氨氧化细菌(AOB)成为优势菌,同时陶粒对溶液中氨氮具有选择吸附能力,促进了SND生物反应器的脱氮作用。     

城市污泥-磷石膏陶粒的制备条件及性能分析

以城市污水处理厂剩余污泥和磷酸生产废渣磷石膏为原料制备多孔陶粒,考察不同配比、烧结温度及烧结时间对多孔陶粒堆积密度、吸水率及盐酸可溶率的影响。结果表明:在污泥与磷石膏混合比1∶4、烧结温度1 050℃、烧结时间15 min的条件下,可制得堆积密度为685.78 kg/m~3、吸水率27.34%、盐酸可溶率11.38%的陶粒,该陶粒内部含有丰富的膨胀气孔,可用作水处理滤料或建材骨料。     

粉煤灰免烧陶粒制备及其重金属废水净化性能

摘要重金属废水对环境的污染已经引起科研人员的广泛关注。以粉煤灰和水泥为原料、添加活性成分FeS,制备一种免烧陶粒用于含重金属Cu2＋、Zn2＋、Pb2＋的废水处理。探讨了物料配比及蒸养时间对陶粒筒压强度及其比表面积的影响;研究了固液比、接触时间、pH、温度及初始溶液浓度等因素对Cu2＋、Zn2＋、Pb2＋离子净化效果的影响规律,并对实验结果进行了等温线拟合。XRD分析显示,免烧陶粒中存在Ca（OH）2、C—D—H、FeS等矿物相,对重金属离子具有非常好的固定化作用。该免烧陶粒对重金属离子具有很好的去除效果,具备较好的应用前景。     

一种新型Fenton-流化床催化剂的制备及表征

非均相Fenton-流化床体系主要使用石英砂作为催化剂载体,该技术的实际应用由于催化剂活性寿命低、制备困难等原因而受到限制.提出了一种新型的Fenton-流化床催化剂——负载氧化铁陶粒.使用循环浸泡法制备的负载陶粒对苯甲酸模拟废水的处理效果良好.表征结果分析表明,载体表面铁含量大幅度上升,负载的氧化铁紧紧包裹在陶粒表面,且表面有大量缝隙,利于增加反应比表面积,而密度变化不大.该催化剂的催化活性重复性良好,重复使用4次后对苯甲酸模拟废水依然有较好的处理效果.使用该催化剂进行垃圾渗滤液的降解实验能在一定程度上减少亚铁的投加量,具有较好的实际应用前景.     

应用陶粒过滤-陶瓷膜组合对止咳糖浆制药废水深度处理的试验研究

止咳精浆制药废水经生物接触氧化一体化废水处理装置处理后,其出水中COD、BOD和氨氮等主要污染物质均不能达标排放.在实验室中采用陶粒过滤-陶瓷膜组合对经一体化处理装置处理后的制药废水进行深度处理,在陶粒柱反应器选用粒径为1～2 mm的陶粒滤料,陶瓷膜反应器选用孔径为2～3/μm陶瓷膜的条件下对水样进行测试.废水经陶粒过滤-陶瓷膜组合处理后,其BOD、COD、SS和氨氮指标均可稳定达标排放.