摘 要

随着曝气生物滤池技术发展，人工陶粒作为生物滤料应用越来越多，陶粒研制也已经成为污泥陶粒研究的一个重要方向，陶粒是一种人造轻质粗集料，外壳表面粗糙而坚硬，内部多孔，将陶粒应用于污水处理中是一种节约有效的方法。陶粒的制备可以有多种方法，利用城市污泥烧制陶粒是污泥处置的有效方式，本实验旨在将污泥陶粒应用与污水处理中，并取得较好的处理效果。

关键词：陶粒 污泥 水处理 吸附

Abstract

with the development of biological aerated filter technology, artificial ceramsite as biological filter is used more and more, ceramic development has become an important research direction of sludge ceramisite, ceramic is a kind of artificial lightweight aggregate, shell surface rough and hard, porous, the ceramic used in wastewater treatment is a effective method to save the. Ceramsite can be prepared in a variety of ways, using city sludge sintering ceramsite is an effective way for sludge disposal, this experiment aims to the sludge ceramisite application and sewage treatment, and achieved good results.

Keywords: Ceramic; sewage sludge; water treatment ；adsorption

目录

第一章 绪 论 3

污泥的产生及处理方法 3

污泥的主要成分及分类 4

陶粒的制备条件 5

陶粒在水处理中的应用 6

污泥制备陶粒实验的创新及意义 6

第二章 陶粒的性质 7

2.1 污泥掺量对陶粒孔结构的影响 7

2.2 烧结温度对陶粒孔结构影响 9

第三章 陶粒对苯酚吸附效果的研究 11

3.1 实验材料与方法 11

3.2实验仪器 11

3.3绘制标准曲线 11

3.4实验结果与讨论 12

3.4.1 滤料投加量对对苯酚吸附量的影响 12

3.4.2 温度对吸附效果的影响 12

3.4.3 吸附时间对吸附效果的影响 13

3.4.4 pH对吸附效果的影响 14

3.4.5 初始浓度对吸附效果的影响 15

第四章 结论与展望 16

致谢 17

参考文献 18

第一章 绪 论

污泥的产生及处理方法

污泥是污水处理后的产物，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥的主要特性是含水率高（可高达99%以上），有机物含量高，容易腐化发臭，并且颗粒较细，比重较小，呈胶状液态。它是介于液体和固体之间的浓稠物，可以用泵运输，但它很难通过沉降进行固液分离

2004年我们国家污泥的产生量（按1.5t-DS/万t-污水计）是1220万吨，2010年是2740万吨。一方面是污泥量不断增加，另一方面我们国家的污泥处理和污水处理存在脱节的情况。一是处理率低，工艺不完善；二是技术单一，装备水平落后。三是污泥的处置的保障率比较低，二次污染的风险比较大。现在我们国家污水处理厂的出路就是填埋和农用。但是现在污水处理厂80%的污泥比较正规的垃圾填埋厂是拒绝进的。因为它对垃圾的操作影响很大，这就造成了病源微生物的损害，造成了环境的危险；三是污泥生产的成本高，国外大型的污水处理厂采用消化、机械脱水情况下，污水处理与污泥处理的投资比例为1：1.7。而我们国家在“十一五”期间有1：0.4。当然我们更寄希望于我们国家有更先进和更高的处理技术

污泥的主要成分及分类

　　污泥可以分为：原污泥、初沉淀污泥、二沉淀污泥、活性污泥、消化污泥、回流污泥、剩余污泥、污泥气。

　　原污泥:未经污泥处理的初沉淀污泥。二沉剩余污泥或两者的混合污泥。

　　初沉污泥: 从初沉淀池排出的沉淀物。

　　二沉污泥: 从二次沉淀池（或沉淀区）排出的沉淀物。

　　活性污泥: 曝气池中繁殖的含有各种好氧微生物群体的絮状体。

　　消化污泥: 经过好氧消化或厌氧消化的污泥，所含有机物质浓度有一定程度的降低并趋于稳定。

　　回流污泥: 由二次沉淀（或沉淀区）分离出来，回流到曝气池的活性污泥。

　　剩余污泥: 活性污泥系统中从二次沉淀池（或沉淀区）排出系统外的活性污泥。

　　污泥气: 在污泥厌氧消化时，有物分解所产生的气体，主要成分为甲烷和二氧化碳，并有少量的氢、氮和硫化氢。俗称沼气。

陶粒的制备条件

以城市污水处理厂脱水污泥作为主要原料，添加粉煤灰和粘土烧制陶粒滤料，考察了烧制过程中各主要因素　（干燥时间、预热温度、预热时间、焙烧温度和焙烧时间）对产品性能（比表面积、堆积密度和颗粒密度）的影响，最终　结合正交实验确定了污泥作为主要原料烧制陶粒的最佳工艺条件．结果表明，污泥与辅料的最佳质量配比为：污泥：粉煤灰：粘土＝2:3:1，烧制陶粒的最佳工艺条件为：干燥时间ｌｈ，预热温度300℃，预热时问20min，焙烧温度1100℃，　焙烧时间8min，此时制得的陶粒比表面积为4.222m²/g，堆积密度为635kg/m³，颗粒密度为1146kg/m³，孔隙率为22.4%，盐酸可溶率为0.18%，破碎率为0.4%。生产陶粒宜采用双筒回转窑，即窑体的预热段和干燥段可单独控制其转速，以便根据原料的状态控制其预热时间。黏土陶粒近年来由于受到土地资源的限制，在某些地区已被禁止生产和使用。但有些地区可以利用河道淤泥、废弃山土等进行生产。其工艺过程为：

　　　原料搅拌 —制粒— 筛选— 烧结 —堆放— 运输（装袋）

陶粒在水处理中的应用

陶粒在水处理中的应用主要有：生物预处理＋常规水处理工艺；臭氧＋生物陶粒预处理；臭氧—陶粒一元化预处理系统。

现代水处理工艺充分利用了陶粒的特性，使其成为水处理特别是污水、微污染水源水生物预处理以及给水过滤技术的理想滤料，由于其密度适中、强度高、耐摩擦、物化性能稳定、不向水体释放有毒有害物等特性，成为了水处理工程的首选滤料。

生物陶粒对NH³-N、NO₂-N有较稳定的处理效果，通过对微污染水库水源的预处理中试研究得出，水温、滤速（4~6m/h）、气水比对氨氮、亚硝酸盐氮的去除效果均无明显影响。生物陶粒对CODMn的平均去除率约为20%~25%，不同工况条件下，生物陶粒滤池的滤速、气水比的变化对CODMn的净化效果影响不明显。生物处理对不同藻类的去除率不同，对水中藻类总数的去除率将随着藻类种类及不同种类藻类所占比例而变化，对藻类总数的平均去除效率基本稳定在61%~85%。生物陶粒滤池对浊度的净化效果基本稳定在60%左右，随着曝气量、水力负荷的进一步提高，其净化效果下降趋势比较明显。

污泥制备陶粒实验的创新及意义

生物处理技术在欧洲较为普及，其中法国的研究和使用代表着当今世界生物处理的先进水平。最近几年，美国和日本等国家也相继开展了生物预处理的各种研究，并取得了较好的成果。生物预处理既可以充分发挥微生物对有机物去除作用，又可以增加生物处理带来的饮用水可靠性，如生物处理后的微生物、颗粒物和微生物的代谢产物等都可以通过后续处理加以控制。