论文部分内容阅读
利用给水厂混凝污泥制备了一种新型滤料,并以滤料强度为评价指标,优化了原料配比及制备工艺。优化后的原材料质量配比为混凝干污泥:高岭土:腐植酸=10:7:2,生料球含水率为65±5%,控制其粒径为2~5 mm。制备工艺参数为,焙烧温度700℃,焙烧时间2 h,在马弗炉中自然降温至200℃左右时取出,放入干燥箱中备用。所制滤料平均粒径为1.4 mm,BET比表面积为91.74 m2/g,密度为1800~2300 kg/m3,滤料浸泡实验表明:几种重金属和常规污染物的浸出液浓度均符合国家有关标准,不会对水溶液造成二次污染。采用制备的新型滤料进行静态吸附实验,考察了滤料对氨氮和总磷在不同初始浓度、p H和温度下的吸附性能。结果表明:滤料对总磷和氨氮均有较好的去除效果。p H对磷和氨氮的去除效果影响显著,总磷在p H=7左右时吸附效果最好,而氨氮则在碱性条件下有较好的去除率。由吸附动力学可知,磷溶液吸附200 min后基本达到平衡,氨氮溶液则达到吸附平衡的时间较长一些为6 h,均符合拟二级动力学,根据吸附等温曲线可得到Freundlich和Langmuir均可较好的拟合滤料对TP和氨氮的吸附效果(R2>0.99)。吸附热力学研究表明,滤料对PO43-吸附过程是自发的、吸热的化学过程(ΔGθ<0,ΔHθ>0),对NH4+-N则为物理吸附。将制备的滤料应用在模拟的滤柱反应器中,考察其在过滤周期内,不同p H条件下各种污染物的去除效果。结果表明:控制过滤系统中p H为7.0~8.0时,滤料对污水中浊度、氮磷营养盐类以及有机物均有较好的去除率,同时滤料对出水p H还有一定的缓冲作用,其p H稳定在8.4左右。从结果中还可以得到,该滤料可使深度处理出水的总磷浓度维持在0.3 mg/L以下,达到污水的回用标准,这不仅与物理吸附有关,而且可能与滤料中化学成分有关,滤料中含有的金属离子在吸附过程中与磷溶液可能发生了交换反应或沉淀反应(x PO43-+3Mx+=M3(PO4)X)强化了滤料对磷污染物的去除效果。研究表明,该新型滤料,不仅制备工艺简单、性能优良,对污染物有较好的去除效果,而且还为给水厂终端污泥的再利用以及污水氮磷等营养盐的排放控制提供了新的思路,具有良好的推广应用前景。