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《哈尔滨工业大学》 2007年
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酸溶粉煤灰制备混凝剂及其在“CEPT-湿地”处理污水中的应用

汤凤  
【摘要】: 我国污水处理多采用二级生化处理工艺,该法处理效果好,但一次性投资大、运行费用高、建设周期长、占地面积大。水环境污染的日益加剧和经济发展水平的相对较低,决定了我国中小城镇的污水处理在相当长一段时间内不可能普遍采用二级生化处理。因此本课题提出“强化混凝-湿地”处理工艺,旨在探寻一条简洁灵活、基建省、运行费用低、且能适于中小城镇污水处理的工艺流程。为减少混凝剂费用,实验以当地电厂固体废弃物——粉煤灰为原料,采用酸溶法制备出混凝剂并应用于强化混凝单元,设计模拟潜流人工湿地进一步处理经强化混凝预处理后的生活污水。 室温下直接酸溶法制备粉煤灰混凝剂虽工艺简易,但因有效成分含量低(约仅含Al_2(SO_4)_3 6.8g/L,Fe_2(SO_4)_3 2.7g/L),处理污水时混凝剂投量大,无形中增加了沉淀池体积及污泥处量。酸溶反应温度的提高能协同酸浸提液浓度的增加显著提高粉煤灰中的铝铁的溶出。常压下的沸点温度直接酸溶,可使粉煤灰中铝铁溶出率分别达到10%及33%以上,混凝剂中约含Al_2(SO_4)_3 19.3g/L、Fe_2(SO_4)_3 7.5g/L;在4.0mL/L投加量下处理污水的效果和市售混凝剂相当,但产泥量仍较大,每处理1m3污水,约有6kg残留粉煤灰微粒成为污泥。和纯碱在高温下焙烧后,粉煤灰中铝的溶出性提高。按照原料配比(mNa_2CO_3/mFA)0.06将粉煤灰和纯碱混合后在805℃下焙烧1h,按酸灰比(V酸浸液/m粉煤灰,mL/g)3,将4mol/L的硫酸溶液(以[H+]计)和熟料混合煮沸0.5h,冷却后得到的粉煤灰混凝剂中约含Al_2(SO_4)_3 32.7g/L、Fe_2(SO_4)_3 7.1g/L左右;以1mL/L的投加量处理生活污水时,处理效果明显优于市售混凝剂在相同投量下的处理效果,COD、SS和TP的去除率分别达到64%、93%及91%,剩余SS、TP已经达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级B标准。 潜流人工湿地处理强化混凝预处理后的生活污水,在0.03~0.10m3·m-2·d-1的水力负荷下,进水COD负荷为5.62~18.11 g·m~(-2)·d~(-1),水力停留时间6.73~1.95d,菖蒲和美人蕉湿地对COD的去除率为64%~77%,出水COD小于60mg/L,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B标准。两级湿地串联运行可提高氨氮去除效率;在0.05 m~3·m~(-2)·d~(-1)水力负荷下,进水氨氮负荷为2.156g·m~(-2)·d~(-1),水力停留时间3.97d,出水氨氮和TN分别为40.46mg/L和46.80mg/L,去除率分别达到11.97%和15.44%。进水TP浓度低时,砾石床潜流人工湿地在存在基质释放P现象;进水TP约0.3~0.5mg/L,而出水TP浓度约为1mg/L,但仍远低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)二级标准。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:X703.1

【参考文献】
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