利用城市污水厂剩余污泥制备曝气生物滤池填料的研究48017.pdf

利用城市污水厂剩余污泥制备曝气生物滤池填料的 研究 陈琼端，赵雅芝，郭亚逢 大连理工大学环境与生命学院，大连 (116024) E-mail ：cqiongduan@163.com 摘 要：本文利用城市污水处理厂剩余污泥、页岩和粘土等材料研制曝气生物滤池填料。实 验研究了材料配比、焙烧温度和恒温时间对填料密度、吸水率、沉降速度以及酸溶率的影响， 优化得出制备填料的最佳原料配比与工艺条件为：污泥30 ％，页岩24—29% ，粘土40—45% ， 添加剂1%，焙烧温度为1150—1180℃，恒温时间为15-20 分钟。该工艺制备的填料酸溶率 小，强度高，不易破碎；且以剩余污泥为原料，实现了废物资源化，降低了成本。 关键词：剩余污泥，曝气生物滤池，填料 中图分类号：X 703 文献标识码：A 曝气生物滤池处理污水是近年来开发出的污水处理工艺，已在欧美和日本广为流行， [1] 。大连市利用世界银 目前在国内已经把曝气生物滤池成功地应用于多个污水处理工程之中 行贷款兴建的 12 万 t/d ，马栏河城市污水处理厂采用了 BAF 工艺，在北京等城市有 5 个 BAF 工程已经完成或正在实施。该工艺在我国呈现着良好的应用前景[2] 。随着曝气生物滤池越来 越广泛的应用，填料作为曝气生物滤池工艺的核心组成部分，其需求量也愈来愈大。 德国的火山灰填料以其密度小、硬度大、生物附着能力强、磨损率小等优点，在我国占 据了较大的市场，但此填料价格昂贵[3] 。当前我国陶粒主要以粘土陶粒为主，而粘土原料的 来源绝大部分取自于耕地，不符合可持续发展战略。而以污水处理厂的剩余污泥加入一定量 的辅料和添加剂，用来烧制填料，确是一种很好的剩余污泥资源化的途径[4] 。因为污水处理 厂的剩余污泥中含有大量的有机物，在高温焙烧下会产生大量挥发性有机气体，可以充当造 孔剂，增大填料的比表面积。这样不仅可以使剩余污泥资源化，避免污泥的二次污染，也符 合我国固体废物无害化、减量化和资源化的处理原则，剩余污泥的这种利用途径将有广阔的 发展前景。 本研究利用污水处理厂剩余污泥研制曝气生物滤池填料，旨在解决现有陶粒填料存在的 以下问题：①填料物理性能相对较差，硬度低，破碎率大，②用剩余污泥来替代部分粘土， 节约资源和降低原材料成本。 1. 实验材料及技术路线 1. 1 实验材料 制造 BAF 填料的原料，由污水厂剩余污泥、页岩、粘土和一种添加剂按一定比例混合 而成。 污水处理厂的剩余污泥通常含有很多有机质，在高温下会产生大量恶臭气体，如果不对 污泥进行前处理，尤其是进行除臭处理，就会在利用过程中对环境和人体造成不利的影响。 实验中采用管状电炉烘干污泥，在 200 ℃下烘 1 h 左右，实验分别选用高锰酸钾溶液、硫酸 溶液和氢氧化钠溶液作吸收尾气的吸收液，发现氢氧化钠的吸收效果最好，氢氧化钠溶液吸 收液为约 2 mol⁄ L 。 - 1 - 1. 2 实验设备及技术路线 主要实验设备：6 KW 管式电阻炉，龙口市先科仪器公司 ；1 KW 管状电炉，上海松江 电工厂；转子流量计，沈阳正兴流量仪表有限公司；电磁空气压缩机，广东海利集团有限公 司。 实验技术路线如图 1 所示 不合格 原材料 配料 球磨 造粒 烧成 检测 图 1 实验技术路线图 Fig.1 The diagram of experimental technical path