[发明专利]一种污泥陶粒在污水处理中的应用

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种污泥陶粒在污水处理中的应用，属于污水处理技术领域。

(二)背景技术

污水处理厂污泥是污水处理的副产物，其含水量高，成分复杂，不仅含有大量的有机质、N、P、K等营养元素，还含有大量的病原微生物，并伴有恶臭，受工业废水影响，往往还有较多的重金属等有毒、有害物质，处理不当极易造成严重的二次污染。目前我国城市污水处理厂每年排放干污泥量约为130万t，而且还以每年大约10％的速度增长。如何合理地处置污水处理厂污泥，解决大量污泥的出路已成为关系人类生态环境安全的一个重要问题。污泥中有机质的资源化技术是研究污泥处理处置技术的重要部分，即利用物理、化学、生化等手段，将污泥中有机质资源化加以利用，同时最终达到使污泥稳定化、减量化和无害化的目的。资源化技术既符合可持续发展的战略方针，也有利于建立循环型经济，因此受到越来越广泛的关注和重视。

目前，污泥的资源化技术可分为以下几大类：(一)、污泥有机质的肥效利用，包括污泥堆肥和污泥的土地利用等；(二)、污泥热能利用，包括污泥焚烧发电、供热和干燥后制备固体燃料等；(三)、污泥中碳的转化利用，包括厌氧消化制沼气、污泥制油技术和污泥衍生制活性炭技术等；(四)、污泥中生物质的利用，包括制造可生物降解塑料、生产生化纤维板、制作动物饲料、造纸、制取吸附剂和灭火剂等；(五)污泥制造建材，包括制轻质陶粒、制熔融材料和熔融微晶玻璃和制砖与水泥等；如公开号为CN101148346的中国专利，公开了以城市污水厂脱水污泥、粉煤灰、粘土为原料，按比例混合，逐步升温烧结即制得陶粒。该陶粒为黄色或褐色的球状固体，松散容重为650-750kg/m³，颗粒容重为1050-1150kg/m³，吸水率为5.80-10.8％，比表面积为2.29-5.56m²/g。(六)、环保利用，包括浸提和回收污泥重金属等。制备轻质污泥陶粒的工作已经由实验室阶段进入中试生产，因材质跟一般的商品陶粒相仿，因此污泥陶粒在建材方面有着广阔的应用前景。目前，将污泥陶粒应用于废水处理，作为曝气生物滤池(biological aerated filter，BAF)的填料的研究鲜见报道，故在环保领域“以废治废”的大氛围下，研究其用于污水处理的可行性和效果的意义重大。

(三)发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种污泥陶粒在污水处理中的应用。

一种污泥陶粒在污水处理中的应用，其特征是作为污水处理填料用于生物滤池或流化床生物反应器。

所述的污泥陶粒可按现有技术，本发明并无特别限定。另一方面，本发明优选污泥陶粒各组分质量比为污泥∶粉煤灰∶粘土＝1～3∶1～2∶0.5～1。

优选的，所述污泥陶粒密度等级在600～900的应用于生物滤池。

其中，所述的生物滤池可以是全好氧的用于除有机物、氨氮和SS的常规曝气生物滤池，也可以是经过组合改造的兼有除碳、脱氮和SS的缺氧/好氧一体式生物滤池。

优选的，所述污泥陶粒密度等级在200～500的应用于流化床生物反应器。

优选的，所述污泥陶粒应用于生物滤池时运行工艺参数如下：水力停留时间0.5-3h，气水比5-25，回流比100％-300％，填料高度25-110cm。

污泥陶粒用于污水处理的可行性

只有符合相关的技术标准才能在水处理领域进行推广。试验用污泥陶粒为污泥∶粉煤灰∶粘土＝1∶1∶1(质量比)配料烧制而成，各原材料的成分组成如表1所示。采用美国Quantachrome公司生产的Poromaster60孔隙分布测定仪(压汞仪)对污泥陶粒和商品陶粒主要性状的分析结果如表2所示。

表1原材料成分组成(％)

表2污泥陶粒与商品陶粒的性状

由表2可见，污泥陶粒与普通商品陶粒相比具有更高的总孔隙率和总表面积，且堆积密度和表观密度前者均低于后者，质量较轻。而这些优点是作为BAF填料所应具备的重要特性。此外，表3的污泥陶粒重金属浸出实验表明：主要重金属的浓度均低于国标GB 5085.3-2007(《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》)中规定的浸出液最高允许浓度。这说明污泥陶粒用于污水水处理有广阔的应用前景，且是安全可行的。

表3污泥陶粒浸出液重金属含量