酸溶粉煤灰制备混凝剂及其在“CEPT-湿地”处理污水中的应用

【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。 【关键词】：生活污水 强化混凝 人工湿地 粉煤灰混凝剂
【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
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-24
• 1.1 强化混凝概述10-13
• 1.1.1 强化混凝的概念10
• 1.1.2 在微污染水源水处理中的研究10-11
• 1.1.3 在废水处理中的研究11-12
• 1.1.4 强化混凝剂技术的应用缺陷12-13
• 1.2 人工湿地概述13-17
• 1.2.1 人工湿地的概念及分类13-14
• 1.2.2 国外人工湿地的研究进展14-15
• 1.2.3 国内人工湿地的研究现状15
• 1.2.4 人工湿地的应用前景15-17
• 1.3 粉煤灰的综合利用现状17-21
• 1.3.1 粉煤灰的来源与性质17-19
• 1.3.2 粉煤灰的综合利用技术19
• 1.3.3 粉煤灰在环保方面的应用19-21
• 1.4 课题来源及研究内容21-24
• 1.4.1 课题来源21
• 1.4.2 课题背景21-22
• 1.4.3 研究内容及意义22-24
• 第2章 实验材料与方法24-33
• 2.1 实验材料24-25
• 2.2 实验装置与设备25-30
• 2.2.1 人工湿地实验装置25-29
• 2.2.2 主要实验仪器与设备29-30
• 2.3 实验分析及计算方法30-33
• 2.3.1 实验分析方法30
• 2.3.2 铝浓度测定方法30-32
• 2.3.3 粉煤灰中金属元素溶出率计算32-33
• 第3章 粉煤灰混凝剂的制备33-46
• 3.1 室温下的直接酸溶法33-38
• 3.1.1 酸浓度影响33-35
• 3.1.2 酸浸时间影响35-37
• 3.1.3 酸灰比影响37-38
• 3.2 沸点温度下的直接酸溶法38-42
• 3.2.1 影响沸点温度下酸溶的显著性因素39-40
• 3.2.2 酸灰比确定40-41
• 3.2.3 酸浓度确定41-42
• 3.3 高温纯碱助溶法42-45
• 3.3.1 原料配比影响42-44
• 3.3.2 焙烧时间影响44
• 3.3.3 焙烧温度实验44-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第4章 粉煤灰混凝剂强化混凝处理生活污水46-55
• 4.1 室温下直接酸溶法制得的粉煤灰混凝剂处理污水效果46-47
• 4.2 沸点温度下直接酸溶制得的粉煤灰混凝剂处理污水效果47-49
• 4.2.1 适宜的投加量范围47-48
• 4.2.2 和市售混凝剂的对比48-49
• 4.3 高温纯碱助溶法制得的粉煤灰混凝剂处理污水效果49-54
• 4.3.1 适宜的混凝pH范围50-51
• 4.3.2 适宜的投加量范围51-52
• 4.3.3 和市售混凝剂的对比52-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第5章 不同水力负荷下人工湿地运行效果55-66
• 5.1 实验启动55-57
• 5.1.1 实验启动方式55
• 5.1.2 启动阶段运行效果55-57
• 5.2 不同水力负荷下的运行效果57-65
• 5.2.1 运行工况57-58
• 5.2.2 有机物的去除58-59
• 5.2.3 氨氮的去除59-61
• 5.2.4 磷的去除61-63
• 5.2.5 一日内进出水污染物时变化63-65
• 5.3 本章小结65-66
• 第6章 人工湿地脱氮除磷能力提高探索66-79
• 6.1 影响湿地脱氮除磷能力的因素66-69
• 6.1.1 植物的影响67
• 6.1.2 微生物的影响67-68
• 6.1.3 湿地基质的影响68-69
• 6.1.4 温度与季节的影响69
• 6.1.5 其他影响因素69
• 6.2 进水预曝气的湿地处理效能69-75
• 6.2.1 运行工况70
• 6.2.2 运行效果70-71
• 6.2.3 与不曝气工艺的比较71-75
• 6.3 串联运行的湿地处理效能75-78
• 6.3.1 运行工况76
• 6.3.2 运行效果76-78
• 6.4 本章小结78-79
• 结论79-81
• 参考文献81-90
• 攻读学位期间发表的学术论文90-92
• 致谢92

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

利用红外光谱确定碱法分解粉煤灰的碳酸钠用量的实验研究    王丽华,王东升

混凝法在城市污水强化处理中的应用    姜应和,张发根

CEPT技术处理污染河水的研究    王曙光,栾兆坤,宫小燕,黎泽华,贾智萍,赵华章

强化混凝处理微污染源水    黄晓东,孙伟,庄汉平,王占生,肖锦,傅家谟

利用粉煤灰制备高比表面积二氧化硅的实验研究    王蕾;马鸿文;聂轶苗;李贺香;

混凝法强化城市污水厂一级处理的试验研究    姜应和,李玲玲

人工湿地污水处理技术及其发展应用    白晓慧,王宝贞,余敏,聂梅生

3种不同基质潜流湿地对磷的去除效果    郭本华;宋志文;李捷;韩潇源;

新型混凝剂ASDⅡ处理城市生活污水    宫世国,陶秀成

潜流构造湿地去除农田排水中氮的研究    张荣社,周琪,张建,史云鹏

工业固体废物在絮凝剂制备上的应用及问题探讨    杨启霞

高掺量粉煤灰混凝土的碳化及防止途径    孟志良,朱峰,周辉,钱觉时

活性污泥生物吸附性能的研究    李冰璟;刘绍根;倪丙杰;王育来;徐得潜;

人工湿地植物配置的技术与应用    李盈盈;邢晓伟;

花卉水培的机理与应用    陈永华;吴晓芙;胡日利;蒋丽鹃;陈明利;雷电;廖娟;

控制饮水氯化消毒副产物的研究进展    王惠!230061

人工湿地在生态城市建设中的作用    周素芬;胡静;

人工湿地在处理小城镇生活污水中的应用    张晟;黎莉莉;陈建;刘景红;

人工湿地净化处理废水的机理探讨与效果研究    赵艳锋;朱琨;李伟玲;

人工湿地在水产养殖废水处理中的应用前景    李辉华,朱学宝

重庆市三峡库区适用污水处理工艺与技术探讨    熊勤;江开伟;

山东省东营市东城区湿地公园规划设计    巩如英;王飞;

粉煤灰的特性、结构及在高分子材料中的应用    李宝智;

粉煤灰的特性、结构及在高分子材料中的应用    刘月平;李宝智;

硅酸盐固体废弃物应用的研究进展Ⅰ——粉煤灰应用研究新成果    白志民;杨静;丁浩;

人工湿地污水处理技术研究进展    蔡佩英;马祥庆;

沈阳市环境质量现状及“十一五”环境治理措施    陶飞;刘涛;臧树良;

复合人工湿地系统对生活污水净化效果的研究    刘雯;崔理华;

人工湿地技术在辽宁省城市污水处理中应用的研究    刘冰;杨小南;付保荣;尚宏志;

人工湿地污水处理技术的研究和进展    常高峰;杜书田;李万庆;

UASB-磁化—生物复合系统处理生活污水试验研究    张青

受污染水体沉水植物轮叶黑藻恢复的若干生理生态学问题研究    赵强

非溢流双层滤料滤池及一体化水处理设备开发应用研究    胡明忠

火力发电厂亚临界压力锅炉用水除硅研究    程相利

EM技术在水处理领域的系统应用研究    王平

新型高效气浮絮凝剂及设备的开发应用研究    魏在山

燃煤锅炉烟气湿式除尘脱硫技术及粉煤灰利用的研究    李彩亭

南洞庭湖湿地生态旅游资源的数字化和开发研究    王保忠

沟渠湿地对农业非点源污染物的截留和去除效应    姜翠玲

设施养鳖废水牧草生物滤清生态工程系统的研究    谢可军

强化混凝处理微污染水源水    丰敏

硅藻精土强化一级处理低浓度城市污水的试验研究    陈健

UASB-SBR工艺处理城市生活污水的试验研究    李亮

兼性生化工艺处理城市污水的试验研究    李强

强化水处理混凝相关技术的研究    陈威

大型水生植物净化生活污水的试验研究    程伟

波形潜流湿地处理低浓度生活污水试验研究    徐伟伟

植物浮床技术对苏州古城区河水净化效果及规律研究    李欲如

高等植物净化生活污水的实验研究    李丹蓉

超滤法净化缓流水源水试验研究    曾小飞

改性粉煤灰去除磷酸盐的试验研究及机理分析    相会强,杨宏,巩有奎,张杰

改性粉煤灰的制备及表征    金东日;王清珊;郑兴;

氨基萘酚磺酸在改性超高交联吸附树脂和弱碱树脂上的静态吸附行为比较    刘福强,陈金龙,李爱民,张全兴

不同中水回用模式的技术经济分析    王效琴;王启山;李金河;王秀艳;胡晓亮;贾丽娜;

粉煤灰处理活性艳红KD-8B染料废水的研究    刘红,方月梅,张久红

羧甲基壳聚糖处理染料废水的正交试验研究    刘秉涛,姜安玺

印染废水混凝脱色与染料结构及混凝剂种类间的关系    卢建杭,刘维屏,张刚,潘春秀

超滤技术在生活污水处理回用系统中的应用    彭日亮,陈泽萍

粉煤灰处理生活污水    董树军,何凤鸣,尹连庆,姚万业

粉煤灰在印染废水处理中的应用研究    杨敏利;

膜法处理回用生活污水及UF膜过滤生活污水膜污染机理的研究    孙德栋

超声破解对污泥特性的影响机制与零剩余污泥排放工艺研究    王芬

粉煤灰合成沸石固磷机制及固磷能力强化技术研究    陈建刚

城市垃圾渗滤液的特性分析及厌氧处理试验研究    刘可

壳聚糖包覆粉煤灰对模拟染料废水的脱色实验研究    王擎

粉煤灰对水溶性染料脱色处理的研究    杨晓庆

海洋微藻产生溶解有机物及东海溶解有机物三维荧光特征研究    任保卫

粉煤灰及改性粉煤灰对DNBP的吸附行为研究    韩立娟

垃圾渗滤液中DOM特性分析及去除性能研究    刘国强

混合吸附过程中的数据解析方法研究    蔡红梅

污水湿地处理工艺优化组合设计    李万庆,乔玉清,于秀玲,孙晓蓉

湿地土壤因素对污水处理作用的模拟研究    陈博谦,王星,尹澄清

人工湿地处理污水的研究    彭超英,朱国洪,尹国,余以刚,曾姗姗

改性粉煤灰处理造纸废水的研究    于晓彩,王恩德,王武名

粉煤灰在废水处理中的应用    卢素焕,张振声,许佩瑶,张建平

固定化聚铝的制备及在纸品加工废水处理中的应用    阮湘元,白燕,冯德雄,文建国,苏亚玲,李纠

香蒲、灯心草人工湿地的研究──Ⅰ.净化污水的效果    成水平,况琪军,夏宜琤

香蒲、灯心草人工湿地的研究──Ⅱ.净化污水的空间    成水平,夏宜琤

人工湿地植物研究    成水平,吴振斌,况琪军

粉煤灰的矿物组成(上)    钱觉时,吴传明,王智

强化混凝技术处理生活污水的试验研究    刘玉哲;胡锋平;杨竞;童祯恭;

硅藻土与混凝剂复配处理城镇生活污水的研究    贺明和,吴纯德,金伟,张捷鑫,陈利军,曹达文

强化混凝技术在污水治理中的应用    陆雅坤;林文周;

新型混凝剂在废水处理中的应用研究    祝社民;陈英文;张利民;夏明芳;沈树宝;

强化混凝—人工湿地工艺处理城镇污水    赵庆良;汤凤;李亚强;胡凯;

强化混凝技术在水处理工程中的研究进展    刘启承;

强化混凝去除黄浦江水有机物的试验研究    董秉直,曹达文,范瑾初

聚硅硫酸铝混凝去除微污染原水纳米颗粒物(英文)    周勤,肖锦

强化混凝深度处理再生水试验研究    张华;孟雪征;朱兆亮;巩崇旺;

强化混凝去除二级生化出水中磷的研究    申松梅;宋艳辉;王丽敏;徐礼萍;连小英;

潜流人工湿地对生活污水除磷效果试验研究    李丽;王全金;李忠卫;

利用粉煤灰处理生活污水的动态试验研究    韩秀丽;陈稳;

岱庄煤矿矿井水及生活污水的处理与资源化技术    张志刚;赵丙庆;沈海东;

生活污水处理与利用技术    陈斌;张宗军;

土地渗滤系统处理生活污水的研究    卢会霞;孙红文;傅学起;

CASS工艺处理生活污水的设计与应用    李春来;刘康怀;赵文玉;张华;覃许江;司圣飞;

好氧颗粒污泥同时脱氮除磷的常温启动和低温维持    高景峰;陈冉妮;苏凯;张倩;

我国城镇生活污水排放的环境库兹涅茨特征研究——基于省级面板数据的实证    王俊能;许振成;彭晓春;陈志良;

前反硝化除碳脱氮技术在治理煤矿生活污水中的应用    杨广正;肖红;

应用水解—好氧工艺处理生活污水    徐浩昌;杭岳宗;

排水集团夏季降温靠污水空调    通讯员　刘海

海宁一个村子的治污经验惊动了很多人    记者 范琛实习生 马金金 通讯员 朱财宝

昔日“龙须沟” 今日“大公园”    胥思明　何举云 蓝莹 洪栖禾

解决小城镇生活污水——净化沼气池    狄崇兰

芦苇水葱前晃一圈 生活污水黑“发”转清    本报记者 缪琴

无锡惠山区落实污水管网建设任务    刘桂兰　高杰

明年年底八成生活污水可处理    本报记者 成燕

治理生活污水 力促达标排放    何川　本报记者 钟晓晴

饭店林立煞风景 溪源景区盼保护    本报记者　 原仁开

治污费用高 钱该谁来出？    陈宇

一种复合菌剂的构建及其处理生活污水的研究    崔丽

生活污水和造纸厂污水对水泥土强度影响的试验和理论研究    黄新恩

dUBF-CW耦合工艺处理生活污水的研究    李晓东

膜法处理回用生活污水及UF膜过滤生活污水膜污染机理的研究    孙德栋

厌氧—磁化复合系统处理城镇生活污水中试研究    易赛莉

一体式膜生物反应器膜污染机理及处理生活污水稳定运行特性研究    艾翠玲

回流式生物膜组合工艺处理生活污水试验研究    王洪禧

城镇生活污水杨树林地慢速渗滤生态处理研究    白保勋

粉煤灰混凝剂制备及用于混凝—人工湿地处理污水效能研究    李亚强

三峡库区农村生活污水处理设施的供给研究    管宏友

涡流强化混凝澄清技术处理生活污水的试验研究    刘玉哲

低温条件下悬浮填料生物膜法处理生活污水的研究    代琳琳

水生植物对城市生活污水的净化能力研究    王怡

A~2/O一体化HMBR处理生活污水的试验研究    杜桂敏

混凝—过滤法在生活污水中的实验研究    黄树辉

O_3/H_2O_2联用和Fenton试剂对生活污水深度处理的研究    何江

大型水生植物净化生活污水的试验研究    程伟

Z氏混凝法结合二氧化氯处理山东铝厂生活污水    刘光田

我国高速公路附属设施污水处理方法研究    赵琴

生活污水回用于景观水体的试验研究    樊开青