粉煤灰混凝劑制備及用于混凝-人工濕地處理污水效能研究.pdf

1、我國污水處理多采用二級生化處理工藝，一次性投資大、運(yùn)行費(fèi)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(yùn)行費(fèi)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(fèi)用，實(shí)驗(yàn)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(shí)，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)

2、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Al2(SO4)319.3g/L、Fe2(SO4)37.5g/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

3、的溶出性提高。100g粉煤灰與6g的Na2CO3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H2SO4反應(yīng)0.5h、余溫冷卻0.5h，即得到粉煤灰混凝劑，其中含Al2(SO4)332.7g/L、Fe2(SO4)37.1g/L；處理生活污水的投量為1ml/L時(shí)，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)

4、(GB18918-2002)》的一級B標(biāo)準(zhǔn)。
　　對于PAFS的制備，考查了Al/Fe摩爾比、Na2CO3濃度、滴定終點(diǎn)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Na2CO3溶液慢速滴定溶出液至pH=1.1～1.2左右。樣品制備時(shí)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+

5、Fe]b占5.58%，[Al+Fe]c占37.36%。隨著時(shí)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(shí)驗(yàn)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%。

6、　　潛流人工濕地處理混凝預(yù)處理后的生活污水，在0.03～0.10m3/(m2·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(shí)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)(GB18918-2002)》一級B標(biāo)準(zhǔn)。兩級濕地串聯(lián)運(yùn)行可提高氨氮去除效率；在0.05m3/(m2·d)水力負(fù)荷下，進(jìn)水氨氮負(fù)荷為2.156g