底泥陶粒的研制及其在生物滤池中的应用研究.doc

底泥陶粒的研制及其在生物滤池中的应用研究随着河道清淤工作在各地全面展开,底泥的处置问题已成为各城市面临的共同难题。本研究以河道底泥为主要原料制备除磷陶粒,是底泥资源化利用方向之一。通过正交实验法确定了除磷陶粒的最佳制备条件,考察了其在模拟含磷废水中的除磷特性及其在曝气生物滤池中的污水处理效能,并对陶粒在污水处理中的可行性进行了论证。首先,以磷去除率作为评价指标,通过正交实验确定除磷陶粒的最佳工艺条件和配方。即底泥:水生植物残体:煤:水泥=10:1:1:2,烧结温度1060℃,保温15min。其磷去除率为96.15%,孔隙率为61.05%,盐酸可溶率为1.88%,吸水率为40.25%,破碎率与磨损率为2.34%,含泥量为0.88%,表观密度为510kg·m-3,堆积密度为1309kg·m-3。同时,分析了造孔剂、水泥、烧结温度和保温时间对陶粒的磷去除率、孔隙率、盐酸可溶率、吸水率、破碎率与磨损率、含泥量、表观密度以及堆积密度的影响趋势。其次,研究了除磷陶粒在模拟含磷废水中的吸附特性。结果表明:初始浓度为2mg/L、10mg/L的磷溶液,除磷陶粒最佳投加量分别为3g、6g;陶粒对磷酸盐的吸附行为符合Langmuir等温吸附方程和准二级动力学方程,最大吸附量随温度升高增大,当温度为10℃、20℃、30℃时,最大吸附量为0.526mg/g、0.605mg/g、0.655mg/g;pH为6时,陶粒的磷去除率最高,随着酸度和碱度的增大,磷酸盐去除率逐渐降低,pH=4～8时,初始浓度为2mg/L、10mg/L的磷溶液中分别加3g、6g陶粒,24h后溶液浓度均低于0.5mol/L,pH=3、10时,溶液中磷浓度均低于1mol/L;解吸实验表明,陶粒中的磷在蒸馏水中几乎不解吸,在盐酸中的解吸效果远好于氢氧化钠,盐酸浓度越高,解吸速率越快,0.3mol/L的盐酸可使除磷陶粒29h后达到解吸平衡,浓度为42mol/L,有利于磷的回收。最后,将除磷陶粒和商品陶粒作为生物膜载体,从启动阶段和运行阶段两个方面考察除磷陶粒的处理效能。研究结果表明,除磷陶粒比商品陶粒易挂膜,对污水中的COD、NH3-N、TP去除效果均高于商品陶粒,且其受进水流量的影响小于商品陶粒,充分说明了除磷陶粒应用于生物曝气滤池的可行性。