随着工业和城市的发展,污水处理率日趋提高,城市污泥产量必然越来越大。污泥是固体废弃物,但又不同于一般的工业固体废物,它的物理、化学性质很不稳定,在堆存、运输和处理过程中不断发生变化,若处理处置不当,污泥中的病菌、重金属以及腐化过程中的废气可通过多种途径对人畜和环境造成危害。

1.生物膜载体填料

生物膜法是处理污水的一种普遍方法。生物膜法就是微生物附着在固体填料的表面繁殖,填料是微生物的载体,微生物在填料上形成生物膜,生物膜在新陈代谢过程中吸收污水中的物质,实现污水的降解。因此,填料性能是污水的生物膜法处理废水工艺的核心。

填料要有丰富的内表面,为微生物提供附着的表面和内部空间,具有生物附着性强、挂膜性能良好、水流流态好、反冲洗容易进行、截污能力强等优点。填料有无机填料、有机高分子填料。

生物膜载体填料,主要原料是污水处理厂的脱水污泥,添加剂粉煤灰是火力发电厂煤粉炉废气中收集下来的细颗粒粉末,还有少量粘土。该填料的生产能减缓材料业与农业争土的问题,也能满足降低水处理成本、废弃物资源化的目的,是变废为宝、废物利用的绿色建材。在污泥制备填料实验研究中,影响填料性能的因素主要有污泥、粉煤灰及粘土用量、烧成温度和保温时间。通过正交试验,初步确定制备填料的烧成温度为1000±25℃、污泥用量为70%、粉煤灰和粘土加入量各为15%、保温时间为40min。

2.烧成温度对填料抗压强度的影响

结果表明,在温度比较低的情况下,填料的强度较小,结构比较疏松;随着温度的上升,填料的强度逐渐的增大,当到达最大值时,温度升高,强度也不再增加。这是因为在多孔陶瓷制品中颗粒间粘接是靠外加高温粘结剂在烧成温度下形成的玻璃相粘接而成的,高温粘结剂在烧成过程中在骨料颗粒的表面上形成一层玻璃相,在骨料之间形成网架,提高了填料的机械强度。如果温度过高的话,陶粒表面会熔融,破坏陶粒表面的微孔结构,严重的情况会使临近的陶粒粘在一起,破坏了网架结构而造成强度下降。

3.污泥用量对污泥填料吸水率的影响

结果表明,污泥的用量越高,粘土和粉煤灰的用量减少,吸水率越小。这是因为一方面在粘土中一般都含有碳酸钙和碳酸镁。碳酸钙的强烈分解是在850℃~950℃之间,碳酸镁在500℃~600℃之间,并产生气体;另一方面粉煤灰里含有F℃2O3,在高温时发生氧化还原反应,放出气体,有增孔的作用,孔隙的增加,使填料的吸水率增大。

4.烧结温度对填料CODcr去除率的影响

不同的配比,不同烧成温度的填料,其CODcr去除率的能力是有差距的。

5.最佳条件

制备填料的最佳试验参数为:污泥添加量70%、添加剂粘土15%、粉煤灰15%,烧成温度1000?25℃、保温时间40min。此时,料粒产品的内部孔隙发达,外表坚硬,强度较好。

以污泥为主料制作填料颗粒,为污水厂污泥的处置提供了一条合理的途径,具有一定的环境效益、经济效益和社会效益。