基于铝盐混凝污泥的新型LCFM吸附性能评价

利用自来水厂铝盐混凝污泥为主要原料开发出一种新型轻质陶粒滤料(LCFM),评价了LCFM在静态吸附及动态过滤条件下对污染物的去除效果。结果表明,在静态吸附温度为(25.0±1.0)℃、pH=7,t吸附=24 h条件下,LCFM对氨氮、总磷和有机物具有良好的吸附效果。在过滤系统中控制进水pH=7.0~8.0,过滤周期约10 h时,系统对氨氮、总磷和COD等污染物的去除效果较好,去除率分别为80%、95%和70%。比表面积分析仪分析显示,LCFM中的孔道以中微孔为主,集中分布在60.0 nm左右,比表面积为71.47 m2/g,同时,LCFM中含有的金属离子在吸附过程中与污染物可能存在的交换反应或沉淀反应(xPO43- +3Mx+=M3(PO4)x)强化了LCFM对污染物的吸附效果。     

一种污泥基陶粒的表面改性及其在含Cr(Ⅵ)废水生物净化中的应用

为提高污泥基多孔悬浮陶粒的表面特性,增加陶粒的生物载体性能,以FeCl3和Fe3O4对陶粒表面进行磁/正电改性,筛选最佳改性条件,分析改性陶粒表面特性,研究生物负载陶粒的除Cr(Ⅵ)能力。结果表明,在FeCl3浓度1.0 mol·L-1,磁粉添加量10%(占FeCl3质量分数),活化温度为600 ℃,活化时间为3 h条件下,改性效果最佳。通过XRD表征分析,其结果表明,改性陶粒表面附着一层多孔结构的铁氧层,主要晶相为α-Fe2O3和Fe3O4。改性陶粒作为生物载体,在pH为4.0,Cr(Ⅵ)浓度为50 mg·L-1的模拟废水中处理8 d,其去除效果可达97.9%,为未改性陶粒的1.9倍。研究结果对推动含Cr(Ⅵ)废水生物处理具有指导意义。     

A novel approach to preparing ultra-lightweight ceramsite with a large amount of fly ash

•Ultra-lightweight ceramsite is prepared with 80% fly ash. •SiO₂, Al₂O₃, and flux contents significantly influence the performance of ceramsite. •The expansion of ceramsite is caused by the formation of a dense glaze and gas. •The bulk density of ultra-lightweight ceramsite is only 340 kg/m³. The disposal of fly ash has become a serious problem in China due to its rapid increase in volume in recent years. The most common method of fly ash disposal is solidification-stabilization-landfill, and the most common reuse is low-value-added building materials. A novel processing method for preparing ultra-lightweight ceramsite with fly ash was developed. The results show that the optimal parameters for preparation of ultra-lightweight ceramsite are as follows: mass ratio of fly ash:kaolin:diatomite= 80:15:5, preheating temperature of 800°C, preheating time of 5 min, sintering temperature of 1220°C, and sintering time of 10 min. The expansion agent is perlite, at 10 wt.% addition. Finally, a ceramsite with bulk density of 340 kg/m³, particle density of 0.68 g/cm³, and cylinder compressive strength of 1.02 MPa was obtained. Because of its low density and high porosity, ultra-lightweight ceramsite has excellent thermal insulation performance, and its strength is generally low, so it is usually used in the production of thermal insulation concrete and its products. The formation of a liquid-phase component on the surface, and generation of a gas phase inside ceramsite during the sintering process, make it possible to control the production of the suitable liquid phase and gas in this system, resulting in an optimization of the expansion behavior and microstructure of ceramsite. These characteristics show the feasibility of industrial applications of fly ash for the production of ultra-lightweight ceramsite, which could not only produce economic benefits, but also conserve land resources and protect the environment.     

国产轻质陶粒用于厌氧滤池的特性研究

对国产轻质球形陶粒的理化性能、挂膜特性及用于塔式厌氧生物滤池处理有机废水的效果进行了研究 ,表明该种填料适于作厌氧微生物载体。在进水 CODCr为 3 0 0～ 40 0 0 mg/L、CODCr去除率≥ 70 %时 ,CODCr容积负荷为 1.3 8～ 8.0 kg CODCr/(m3·d)。尤为突出的是 ,对于处理 CODCr≤ 3 0 0 mg/L的低浓度有机废水 ,当水力负荷为 2 .12 m3/(m2 · d)时 ,CODCr容积负荷达到 1.3 8kg CODCr/(m3· d) ,CODCr去除率≥ 70 %。     

利用城市污泥烧制页岩陶粒

利用城市污泥为部分原料烧制页岩陶粒,研究了污泥不同掺量、不同烧成温度以及焙烧时间对页岩陶粒性能的影响。研究表明,与纯页岩陶粒相比,在页岩粉中掺入一定量的干污泥烧制出的页岩陶粒烧成温度可以降低100℃以上,且性能优异,陶粒的重金属浸出值检测结果低于国家标准,符合环保要求。     

钢管陶粒混凝土柱火灾后轴压性能试验研究

对26根受火后的钢管陶粒混凝土短柱进行了轴压力学性能试验,试件考虑了钢管的几何参数、陶粒混凝土配合比及火灾条件等因素的变化。基于试验结果,分析了轻骨料钢管混凝土短柱受火后的轴压承载力、破坏形态及其他力学性能的变化及相关参数的影响规律。所讨论的主要影响参数包括试验最高炉温、最高炉温持续时间、钢管长细比、混凝土配合比等,并基于对试验数据的分析给出了轻骨料钢管混凝土短柱火灾后轴压承载力的计算公式。结果表明,以轻质材料———陶粒为骨料制成的钢管混凝土短柱受火后仍然具有较高的承载力和良好的延性,而当钢管表面响应温度超过500℃时,试件的轴压承载力出现了明显的下降。所给出的轻骨料钢管混凝土柱火灾后的轴压承载力计算公式可作为该类构件火灾后修复计算的参考依据。     

赤泥质陶粒吸附模拟酸性废水中铜离子的行为

矿山酸性废水中重金属污染较普遍,利用赤泥陶粒对模拟酸性废水中的Cu2+进行净化处理。实验结果表明,当pH值为3、温度为30 ℃、Cu2+初始浓度为150 mg/L、陶粒添加量为20 g/L、吸附时间为4 h时,Cu2+的去除率达到95.06%。陶粒对Cu2+的吸附符合准二级动力学模型,相关系数为0.998 3,饱和吸附量为7.412 9 mg/g;等温吸附模型中更符合Langmuir等温吸附模型,相关系数为0.993 3。处理废水后的陶粒用硫酸-硝酸浸提,浸出液中重金属离子浓度均低于国家浸出毒性标准,表明陶粒是一种很好的酸性废水处理剂。吸附饱和的陶粒用1 mol/L的NaOH溶液再生效果好。实验结果表明,陶粒对Cu2+的吸附过程是物理吸附和化学吸附的共同作用。     

铁氧化物多孔陶粒生物滴滤塔净化硫化氢气体

采用装有凹凸棒石基铁氧化物多孔陶粒作为填料的生物滴滤塔,进行了长期实验室H2S脱臭实验。结果表明,该生物滴滤塔H2S的进气浓度低于500 mg/m3 时,循环营养液喷淋量高于1.5 L/h,气体最佳停留时间为54.9 s,去除率在95 % 以上。代谢产物以SO42-为主,转化速率在52.42 g/(m3·d)左右。该滴滤塔系统可稳定而有效运行。生物相观察表明,滴滤塔填料表面附着大量微生物,铁氧化物陶粒具有化学和生物惰性,有利于微生物的附着。     

疏浚底泥免烧陶粒的制备及其净水效果

以疏浚底泥为原料,采用免烧法制得疏浚底泥免烧陶粒（DSUC）,同时对DSUC磁改性制得磁改性免烧陶粒（MUC）,并将其作为陶粒过滤器滤料,与商品烧结陶粒（CSC）进行净水实验对比,探究了不同滤料对原水的处理效果,并调节循环水温度探究最佳运行温度。在净水实验中,控制原水流速0.07 mL·s-1,进水方式为连续进水。结果表明,运行温度为30 ℃时效果最优,此条件下COD、NH3-N、SS和TP的去除率在22 d后稳定,平均去除率分别为55%、65%、78%和50%。DSUC对原水处理效果与CSC相近,MUC效果更佳,MUC对COD、NH3-N、SS及TP去除率在22 d后分别稳定在65%、69%、79%和51%左右,说明弱磁性可能能够增加微生物活性,促进其在陶粒表面生长,提高处理原水的效果。     

处理污水后陶粒作为栽培基质的试验

以秸秆-粉煤灰陶粒（比表面积为7．925m2·g-1）作为曝气生物滤池（BAF）载体填料,处理城市污水和餐饮废水,其COD、NH3-N和TP去除率分别为90．33％、77．44％、82．41％和86．50％、68．98％、80．30％。对处理污水后陶粒的农用资源化可行性进行评估,考察陶粒不同施用量对小白菜（Brassicachinensis）种子萌发、生长状况和产量的影响。结果表明,处理污水后陶粒的性能指标达到GB8172—87《城镇垃圾农用标准》;陶粒质量分数为20％时小白菜种子发芽率最高,且萌发较快,在5d时达到100％;随陶粒施用量增加,小白菜长势更好,产量大致呈增加趋势,陶粒质量分数为80％时增产率最高,为352．51％。但陶粒施用量越高,栽培基质抗干旱能力越差,陶粒质量分数为20％和40％处理具有较好的土壤保湿效果。