【摘要】： 我國污水處理多采用二級生化處理工藝,一次性投資大、運行費用高、建設(shè)周期長、占地面積大,為了探尋一條簡潔靈活、基建省、運行費用低、且能適于中小城鎮(zhèn)污水處理的工藝流程,本課題提出“混凝-人工濕地”處理工藝。為減少混凝藥劑費用,實驗以當(dāng)?shù)仉姀S固體廢棄物——粉煤灰為原料,采用酸溶法制備粉煤灰混凝劑并應(yīng)用于混凝單元,混凝出水再經(jīng)過模擬潛流人工濕地進(jìn)一步處理。同時,將酸溶粉煤灰得到的Al、Fe鹽溶液通過慢速滴堿法研制出了聚合硫酸鋁鐵(PAFS),應(yīng)用于工業(yè)廢水的處理。 酸溶反應(yīng)溫度的提高能協(xié)同酸浸液濃度的增加顯著提高粉煤灰中的鋁鐵溶出性能。常壓下沸騰條件直接酸溶,可使粉煤灰中Al、Fe溶出率達(dá)到10%、33%以上,混凝劑中含Al_2(SO_4)_3 19.3g/L、Fe_2(SO_4)_3 7.5g/L ;在4.0ml/L投加量下處理污水的效果和市售混凝劑相當(dāng),但產(chǎn)泥量較大,每處理1m3污水,約有6kg殘留粉煤灰微粒成為污泥。添加助溶劑并沒有改善粉煤灰的酸溶活性,而和純堿高溫焙燒后,Al的溶出性提高。100g粉煤灰與6g的Na_2CO_3混勻后在805℃下焙燒1h,產(chǎn)物冷卻粉碎后在沸騰回流條件下與4mol/L的H_2SO_4反應(yīng)0.5h、余溫冷卻0.5h,即得到粉煤灰混凝劑,其中含Al_2(SO_4)_3 32.7g/L、Fe_2(SO_4)_3 7.1g/L;處理生活污水的投量為1ml/L時,處理效果明顯優(yōu)于相同投量下的市售混凝劑,COD、SS和TP的去除率分別達(dá)到64%、93%和91%,剩余SS、TP已經(jīng)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 18918-2002)》的一級B標(biāo)準(zhǔn)。 對于PAFS的制備,考查了Al/Fe摩爾比、Na_2CO_3濃度、滴定終點的pH值、Al+Fe的總濃度、堿化劑種類等因素對產(chǎn)品混凝性能的影響,確定了最佳合成條件為100g/L的Na_2CO_3溶液慢速滴定溶出液至pH=1.1~1.2左右。樣品制備時pH值越大,[Al,Fe]_a越少,[Al+Fe]_b和[Al+Fe]_c增加。最佳條件下獲得的PAFS,其中[Al,Fe]_a占57.06%,[Al+Fe]_b占5.58%,[Al+Fe]_c占37.36%。隨著時間的延長,樣品的pH值有下降的趨勢,結(jié)合Ferron比色法測定的形態(tài)變化結(jié)果,這是熟化過程中低聚物分子與游離OH-絡(luò)合生成較高聚合度分子所致。PAFS中既有以羥基橋聯(lián)的鐵的聚合物,也有以羥基橋聯(lián)的鋁的聚合物。PAFS的燒杯實驗結(jié)果顯示,處理乳品廢水的效果優(yōu)于PAC,并且用量較少。適宜pH值范圍為6~9,靜沉15min即可達(dá)到COD去除率63.9%,SS去除率94.4%。 潛流人工濕地處理混凝預(yù)處理后的生活污水,在0.03~0.10m~3/(m~2·d)的水力負(fù)荷下,進(jìn)水COD負(fù)荷為5.62~18.11g/(m2·d) ,水力停留時間6.73~1.95d,菖蒲和美人蕉濕地對COD的去除率為64%~77%,出水COD小于60mg/L,滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 18918-2002)》一級B標(biāo)準(zhǔn)。兩級濕地串聯(lián)運行可提高氨氮去除效率;在0.05m~3/(m~2·d)水力負(fù)荷下,進(jìn)水氨氮負(fù)荷為2.156g/(m~2·d),水力停留時間3.97d,出水氨氮和TN分別為40.46mg/L和46.80mg/L,去除率分別達(dá)到11.97%和15.44%。進(jìn)水TP濃度低時,礫石床潛流人工濕地存在基質(zhì)釋放P現(xiàn)象;進(jìn)水TP約0.3~0.5mg/L,而出水TP濃度約為1mg/L,但仍遠(yuǎn)低于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 18918-2002)》二級標(biāo)準(zhǔn)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：X703.1
【圖文】：

粉煤灰顆粒形貌（1000倍）

粉煤灰顆粒形貌

c）15000 倍d）15000 倍圖 3-18 經(jīng)過酸浸后的熟料的掃描電鏡照片F(xiàn)ig. 3-18 SEM micrograph of baked fly ash after acid soaking圖 3-18 中沒有明顯的分散的顆粒碎片，表明 4mol/L 的 HSO處理的粉

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 蔣小雷;人工濕地中植物根系的水力負(fù)荷研究[D];西南交通大學(xué);2012年

2 岳艾儒;淺流人工濕地脫碳除氮反應(yīng)動力學(xué)研究[D];西南交通大學(xué);2012年

本文編號：2771554