粉煤灰陶粒濾料的制備,陶粒濾料在廢水生物處理中的應用研究

粉煤灰陶粒濾料的制備及其在廢水生物處理中的應用研究

關鍵詞:粉煤灰 煤研石 陶粒濾料 曝氣生物濾池 生活污水
    粉煤灰是燃煤電廠排放的固體廢廢棄物，如果處置不當，不僅會對環境造成二次污染，同時也是對資源的嚴重浪費。日前，我國粉煤灰的主要應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，并且必須添加枯土這一類耗耗歇資源。因此，研究開發粉煤灰摻量大、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，添加煤研石作為成孔劑，經混合、成球、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(煤研石含量)對陶粒性能的影響，并結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用于曝氣生物濾池反應器，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用性能。

外觀紅色粉煤灰陶粒實物圖；                                                                                                              

外觀灰色粉煤灰陶粒實物圖；

    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、含泥過、鹽酸可溶率、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I藝條件為:擠燒溫度1050℃，保溫時間10min,煤殲石含盤5%。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6965g/cm³, 表觀密度1.6012 X一04cm²/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%。掃描電鏡分析表明，粉煤灰陶粒表面粗糙，孔隙結構豐富且大孔數最較多，利于微生物的附著生長，是一種優良的微生物載體。
    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。反應器采用接種掛膜的方法進行啟動，啟動時間為IId.分別考察了啟動期間和穩定運行期間曝氣生物濾池反應器對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，去除率減小;出水N姚-N濃度減小，去除率升高，之后趨于穩定.在穩定運行期間，將反應器的水力負荷山0.15m³/(m2.h)逐漸提高到0.30m/(m²h), 0.45m/(m²"h)和0.60m/(m²h),考察水力負荷變化對污染物質去除效果的影響.同時，研究了濾料層不同高度處COD和NH³-N的去除效果。最后，對比了粉煤灰陶粒濾料和商品陶粒的物理性能及在廢水生物處理中的應用性能。分析表明以粉煤灰和煤研石為原料制備陶粒能夠取得良好的經濟效益、社會效益和環境效益。