利用城市污水厂污泥生产水处理填料研究

摘要

给水处理厂污泥和城市污水处理厂污泥是水处理过程中产生的固体废弃物，数量巨大，成分复杂。为了保证处理厂的正常运行，防止产生二次污染，必须对污泥进行处理处置。传统的各种污泥处置方法不同程度地存在一定的局限。因此，寻求经济有效的水处理厂污泥利用途径已成为目前备受关注的课题之一。填料是生物膜法的核心部分，其性能直接影响和制约着水处理工艺的处理效率。污泥陶粒填料就是污水厂污泥及净水厂污泥资源化、固相烧制技术和生物膜工艺相结合的产物。论文从污泥陶粒填料的配方设计、烧制工艺以及填料的物理学、生物学特性方面对污泥陶粒填料进行了试验研究，得到以下结论： ①通过混料设计试验、单因素试验及正交试验，获得了污泥陶粒填料的最佳配方配比以及烧制工艺，成功地研制出以水处理污泥为原料的轻质多孔生物载体填料。与普通陶粒填料相比，污泥陶粒填料表面粗糙度高、表面微孔有效孔容大，从填料的物理性能指标上看污泥陶粒填料具有良好的水处理填料应具备的特性。 ②以三种污泥陶粒填料和普通陶粒填料等四种填料进行废水挂膜对比试验，结果表明：污泥陶粒填料挂膜速度快且挂膜率高，比普通陶粒填料更利于微生物附着和增殖。其中以2＃污泥陶粒填料挂膜效果为最好。终期挂膜量的测定显示：2＃污泥陶粒填料的终期挂膜量是普通陶粒填料的2.5倍。因此，污泥陶粒填料是一种理想的废水生物处理填料。 ③以三种污泥陶粒填料和普通陶粒填料等四种填料进行的废水处理适应性对比试验结果表明：污泥陶粒填料在挂膜启动过程中对污染物的去除效果稳定，挂膜成功后对COD、NH<,3>-N和TP均取得了较好的去除率，分别达到了85％、80％和60％。整个挂膜启动试验中，三种污泥陶粒填料对污染物的去除效果较普通陶粒填料更好且更稳定，其中2<'＃>污泥陶粒填料表现了较突出的污染物去除能力和水处理性能。 ④对污染物去除效果的分析表明：有机负荷、水力停留时间和温度对污染物的去除效果均有显著影响，DO在一定范围内影响显著。三种污泥陶粒填料表现出了优于普通陶粒填料的污染物去除率和更稳定的去除效果，其中2<'＃>污泥陶粒填料表现最为突出。 ⑤三种污泥陶粒填料的水处理适应性对比试验结果显示：本研究获得的2<'＃>污泥陶粒填料为一种良好的污水处理填料，其配比为：污水厂干污泥为40％、净水厂干污泥为60％。

目录

文摘

英文文摘

声明

1前言

1.1我国城市污水处理的发展

1.2生物膜载体填料的发展概况

1.2.1早期的生物膜载体填料

1.2.2常用的生物膜载体填料

1.2.3生物膜载体填料的功能作用

1.2.4生物膜载体填料的特性要求

1.3课题的研究背景

1.3.1课题研究的背景

1.3.2国内外水处理污泥的处理处置现状及存在的问题

1.4课题的提出及研究内容

1.4.1课题的提出

1.4.2主要的研究内容

2预试验研究

2.1试验目的

2.2试验场地介绍

2.3主要试验装置

2.4污泥性质分析

2.4.1分析方法

2.4.1测定结果

2.5备选工艺的确定

2.6预试验研究方法

2.6.1浇制工艺预试验研究

2.6.2烧制工艺预试验研究

2.7预试验结果及分析

2.7.1浇制工艺预试验研究

2.7.2烧制工艺预试验研究

2.8生产工艺比选

2.8.1成品填料性能比较

2.8.2生产工艺经济性比较

2.9本章小结

3污泥陶粒填料烧制试验研究

3.1试验目的

3.2试验内容

3.2.1配方优化

3.2.2生产工艺优化

3.3试验安排

3.3.1配方优化研究

3.3.2生产工艺优化研究

3.4试验结果及分析

3.4.1配方优化研究

3.4.2生产工艺研究

3.5污泥陶粒填料烧制的机理分析

3.5.1污泥陶粒填料的发泡机理分析

3.5.2污泥陶粒填料性能的影响因素分析

3.6本章小结

4污泥陶粒填料应用于废水处理试验研究

4.1试验目的

4.2试验的条件和方法

4.2.1试验装置

4.2.2填料的物理特性

4.2.3试验水质

4.2.4接种污泥

4.2.5测试项目与方法

4.2.6挂膜方法的选择

4.2.7反应器的运行指标

4.3废水处理适应性对比试验

4.3.1试验过程

4.3.2试验结果

4.4填料挂膜效果分析

4.4.1微生物在载体表面的生长机理

4.4.2填料的物理结构对挂膜的影响

4.4.3 pH对挂膜的影响

4.4.4 DO对挂膜的影响

4.4.5温度对挂膜的影响

4.5污染物去除效果分析

4.5.1有机负荷对污染物去除效果的影响

4.5.2 DO对污染物去除效果的影响

4.5.3水力停留时间对污染物去除效果的影响

4.5.4温度对污染物去除效果的影响

4.6本章小结

5效益及应用前景分析

5.1经济效益分析

5.2环境和社会效益分析

5.3应用前景分析

6结论与建议

6.1结论

6.2建议

致 谢

参考文献

附 录