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基于人工湿地的新型生物陶粒滤料

2018-01-04 11:24:35 益达滤材 阅读

   与传统的粘土陶粒和常用的水处理生物陶粒滤料不同,以粉煤灰、给水污泥为主体原材料,以牡蛎壳作为添加剂,旨在烧制一种三组分新型固磷陶粒材料;在原材料的特性研究基础上,优化了新型陶粒的制备工艺条件,并通过静态和动态实验对新型陶粒的吸附固磷性能进行分析。通过正交实验,初步考察了主体材料粉煤灰与给水污泥二组分陶粒的烧制规律,由正交实验极差分析,陶粒制备的各因素影响程度的大小排列为煅烧温度原料的配比预热时间煅烧时间预热温度。对添加剂牡蛎壳高温煅烧改性,通过热重分析和改性牡蛎壳的烧失率与吸附容量的考察,在煅烧温度800℃、煅烧时间2 h下,牡蛎壳煅烧彻底,吸附容量达到476.19 mg/g。以堆积密度、表观密度、颗粒抗压强度和磷吸附量为评价指标,添加牡蛎壳后,通过单因素实验优化确定了新型陶粒制备的工艺条件为:粉煤灰:给水污泥:牡蛎壳配比比例为6:4:0.8(按质量计)、煅烧温度为1050℃、煅烧时间为8 min、预热温度为600℃、预热时间为30 min。通过SEM和XRD分析表明,新型陶粒具备较多的微孔结构,并且新增一些晶体强度成分和钙体活性成分。通过浸出毒性安全性分析,新型陶粒浸出重金属含量远远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》GB 5085.3-2007标准要求。通过静态实验,对新型陶粒的固磷作用的影响条件和吸附规律进行了研究。结果表明,中性偏碱性溶液和较高环境温度有利于提高新型陶粒吸附除磷的效果;并且其吸附磷的过程分别符合二级吸附动力学方程和Langmuir吸附等温方程。由Langmuir吸附等温方程,可得到在35℃温度下新型陶粒的理论最大吸附容量为4.51 mg/g。通过动态柱固磷实验,进水采用城市污水厂二级生物处理水,当水力停留时间为12小时,磷去除率为90%。