论文部分内容阅读
粉煤灰是燃煤电厂排放的固体废弃物,如果处置不当,不仅会对环境造成二次污染,同时也是对资源的严重浪费。目前,我国粉煤灰的主要应用途径是直接作为建筑材料或烧制陶粒用作建筑骨料。将粉煤灰陶粒作为曝气生物滤池进行污水处理成为近年来国内外研究的热点。但是,这些陶粒中粉煤灰掺量小,并且必须添加粘土这一类耗竭资源。因此,研究开发粉煤灰掺量大、能够满足曝气生物滤池要求的陶粒势在必行。本文以粉煤灰为主要原料,添加煤矸石作为成孔剂,经混合、成球、高温焙烧等过程制备陶粒滤料,分别考察了焙烧温度、保温时间和原料配比（煤矸石含量）对陶粒性能的影响,并结合正交试验确定了制备陶粒的最佳工艺条件;之后,将按照最佳工艺条件制得的陶粒应用于曝气生物滤池反应器,进行处理生活污水的小试研究,通过考察污染物的去除效果,研究了粉煤灰陶粒滤料在废水生物处理中的应用性能。按照国家标准《水处理人工陶粒滤料》（CJ/T299-2008）,以密度、堆积密度、表观密度、比表面积、空隙率、含泥量、盐酸可溶率、破碎率与磨损率之和等为评价陶粒性能的指标,通过单因素试验和正交试验研究,确定制备粉煤灰陶粒的最佳工艺条件为:焙烧温度1050℃,保温时间10min,煤矸石含量5%。在最佳工艺条件下制得粉煤灰陶粒的各项指标为:密度2.1286g/cm3,堆积密度0.9817g/cm3,表观密度1.6965g/cm3,比表面积1.6012×104cm2/g,空隙率42.13%,含泥量0.25%,盐酸可溶率1.46%,破碎率与磨损率之和2.96%。扫描电镜分析表明,粉煤灰陶粒表面粗糙,孔隙结构丰富且大孔数量较多,利于微生物的附着生长,是一种优良的微生物载体。将最佳工艺条件下制得的粉煤灰陶粒用作曝气生物滤池的滤料,处理城市生活污水。反应器采用接种挂膜的方法进行启动,启动时间为11d。分别考察了启动期间和稳定运行期间曝气生物滤池反应器对COD、NH3-N、总磷、SS的去除效果。在启动期间,随着运行时间的延长,反应器出水COD不断减小,去除率逐步升高;出水总磷增大,去除率减小;出水NH3-N浓度减小,去除率升高,之后趋于稳定。在稳定运行期间,将反应器的水力负荷由0.15m3/（m2?h）逐渐提高到0.30m3/（m2·h）、0.45m3/（m2·h）和0.60m3/（m2·h）,考察了水力负荷变化对污染物质去除效果的影响。同时,研究了滤料层不同高度处COD和NH3-N的去除效果。最后,对比了粉煤灰陶粒和商品陶粒的物理性能及在废水生物处理中的应用性能。分析表明,以粉煤灰和煤矸石为原料制备陶粒能够取得良好的经济效益、社会效益和环境效益。