污泥是在污水處理進(jìn)程中發(fā)生的半固態(tài)或固態(tài)物質(zhì)（不包含柵渣、浮渣和沉砂），濃縮并匯集了污水中30%～50%的污染物及有機(jī)物，具有“污染”“資源”雙重特征。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每日總污水處理規(guī)劃超越兩億立方米，污泥年排放量已達(dá)6000萬噸，約占全球總污水處理規(guī)劃的1/5，估計(jì)2025年我國(guó)市政污泥年產(chǎn)量將打破9000萬噸。污泥具有含水率高（可高達(dá)99%以上），有機(jī)物含量高的特性，對(duì)污泥進(jìn)行減量化、安穩(wěn)化、無害化、資源化處理處置，是展開污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的重要任務(wù)，也是未來污水處理作業(yè)減污降碳的發(fā)展方向。而現(xiàn)有的干流污泥處理處置技能存在顯著的短板和壞處：

（1）污泥堆肥現(xiàn)已明令禁止；

（2）污泥制備免燒磚和建材在無害化處置和經(jīng)濟(jì)本錢方面得不到有用的技能處理；

（3）干化燃燒成為現(xiàn)在常用的辦法，但干化燃燒能耗高、出資大、資源化低，一同溫度難以操控，容易發(fā)生二噁英，且重金屬得不到操控，剩余灰燼還需要填埋。因而市政污泥處理處置現(xiàn)已成為城市的難點(diǎn)、痛點(diǎn)，亟待有用的新技能給予處理。

比較傳統(tǒng)的污泥處置技能，污泥制備蓄水陶土出產(chǎn)技能和工藝將污泥無害化處置和資源化運(yùn)用結(jié)合起來，在出產(chǎn)進(jìn)程中，底泥中的有機(jī)物被充分轉(zhuǎn)化為熱值，煙氣經(jīng)過循環(huán)熱量也得到有用收回，充分節(jié)能降耗。在整個(gè)處理進(jìn)程中重金屬得到有用物理結(jié)晶固化，由于選用專用技能，物料在爐膛內(nèi)結(jié)束穩(wěn)態(tài)燃燒，溫度場(chǎng)均勻，避免了二噁英等大氣污染物的發(fā)生，直接構(gòu)成了高附加值的新式蓄水資料產(chǎn)品，有用途理了污泥的無害化處置和污泥資源化出路問題。本研討以污泥、秸稈為首要質(zhì)料，增加少數(shù)功用性外加劑，經(jīng)配料成型、高溫?zé)Y(jié)制備的蓄水陶土，可廣泛運(yùn)用于海綿城市、水環(huán)境辦理、生態(tài)美化等作業(yè)。

01 制備技能

蓄水陶土制備的核心技能和工藝包含：

（1）高含水狀況下直接成型技能，結(jié)束污泥含水率達(dá)60%時(shí)摻量抵達(dá)70%；

（2）依據(jù)重金屬高效固化與功用規(guī)劃的組分調(diào)控技能，經(jīng)過功用組分和燒結(jié)工藝操控，結(jié)束重金屬在蓄水資猜中高效固化；

（3）模塊化靜態(tài)燒結(jié)技能，有用確保蓄水資料孔隙連通；

（4）系列化的運(yùn)用技能，結(jié)束蓄水資料的長(zhǎng)效、功用化運(yùn)用。詳細(xì)的工藝流程如圖1所示。

本文所述蓄水陶土制備技能差異于其它技能的特征是：

（1）在工藝方面，差異于傳統(tǒng)污泥干化制備建材技能，該項(xiàng)目無需對(duì)污泥進(jìn)行單調(diào)，而是直接成型、余熱單調(diào)、靜態(tài)燒結(jié)，不只工藝流程簡(jiǎn)略，并且本錢低、能耗低；

（2）在產(chǎn)品方面，差異于傳統(tǒng)建材，蓄水資料具有快速吸水、高效清水、許多儲(chǔ)水、緩慢釋水等特征。

02 蓄水陶土功用剖析

蓄水陶土的制備選用專用網(wǎng)袋窯規(guī)劃與工況原理，運(yùn)用污泥中含有許多的有機(jī)物，其間SiO2和Al2O3等成陶的組分含量較高的特性，選用兩段式加溫，400-500℃下有機(jī)質(zhì)熱解氣化在資料內(nèi)部構(gòu)成許多內(nèi)孔結(jié)構(gòu)，跟著溫度的進(jìn)一步升高，在高于900℃時(shí)，資料內(nèi)專有配方的無機(jī)發(fā)泡劑開端反響，氣體溢出時(shí)構(gòu)成許多的介孔，如圖2所示，內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)一步豐盛，內(nèi)部豐盛的孔隙結(jié)構(gòu)使其具有出色的吸水功用。

如圖3所示，蓄水陶土的吸水率達(dá)93.2%，每立方米可吸水400～500kg，歸納蓄水率最高可達(dá)110%。首要是因?yàn)檫B通孔為水分子的進(jìn)入提供了橋梁，水分子經(jīng)過連通孔進(jìn)入大孔后，經(jīng)過毛細(xì)孔向介孔及微孔滲透。進(jìn)入孔隙結(jié)構(gòu)里面的水分，與晶格間的O原子相結(jié)合，發(fā)生不同的表面羥基吸附位點(diǎn)，再加上多孔資料內(nèi)部不同金屬與氧原子的結(jié)合，使得多孔資料顯現(xiàn)為電負(fù)性，資料親水功用增強(qiáng)。

此外，蓄水陶土中介孔結(jié)構(gòu)的存在，使得表面羥基吸附位點(diǎn)增多，表面羥基與水分子間易構(gòu)成氫鍵，氫鍵具有可逆性，然后使得蓄水陶土具有更好的吸、釋水才干。在對(duì)資料進(jìn)行晶相剖析時(shí)發(fā)現(xiàn)，資猜中的首要晶相為石英、莫來石、鈣長(zhǎng)石、赤鐵礦和尖晶石相。經(jīng)過金屬與鐵原子結(jié)合的尖晶石相，結(jié)束可以重金屬固化，抵達(dá)重金屬溶出率幾乎為零的效果。如圖4所示，蓄水陶土制備進(jìn)程中污泥原猜中所含的重金屬結(jié)晶率在99%以上。經(jīng)檢測(cè)剖析發(fā)現(xiàn)，蓄水陶土不管運(yùn)用在酸性仍是堿性土壤中，又或是不同溫度條件下，幾乎沒有任何重金屬溶出物發(fā)生。

03 技能比照

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外同類技能包含污泥燃燒發(fā)電、污泥制陶粒、污泥制磚等，詳細(xì)比照如表1所示。從比照效果來看，本文以污泥、秸稈為首要質(zhì)料，增加少數(shù)功用性外加劑，經(jīng)配料成型、高溫?zé)Y(jié)出產(chǎn)，制備進(jìn)程簡(jiǎn)略、制備周期短、制備進(jìn)程耗能低且污泥含水率達(dá)60%時(shí)摻量抵達(dá)70%、燒制設(shè)備為可移動(dòng)式一體化設(shè)備、建成和作業(yè)出資低，且制備進(jìn)程對(duì)環(huán)境無污染。

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外同類技能包含污泥燃燒發(fā)電、污泥制陶粒、污泥制磚等，詳細(xì)比照如表1所示。從比照效果來看，本文以污泥、秸稈為首要質(zhì)料，增加少數(shù)功用性外加劑，經(jīng)配料成型、高溫?zé)Y(jié)出產(chǎn)，制備進(jìn)程簡(jiǎn)略、制備周期短、制備進(jìn)程耗能低且污泥含水率達(dá)60%時(shí)摻量抵達(dá)70%、燒制設(shè)備為可移動(dòng)式一體化設(shè)備、建成和作業(yè)出資低，且制備進(jìn)程對(duì)環(huán)境無污染。

本文選用的污泥處置辦法與污泥制磚技能比較，污泥摻量更大、產(chǎn)品制備進(jìn)程更簡(jiǎn)略、處理周期短、設(shè)備所占土地面積較小且為可移動(dòng)式一體式設(shè)備、出資較低、產(chǎn)品運(yùn)用范圍更廣，產(chǎn)品附加值更高；比較于燃燒發(fā)電，處理和制備進(jìn)程簡(jiǎn)略、制備周期短、制備體系簡(jiǎn)略、技能要求相對(duì)較低、建成和運(yùn)營(yíng)本錢更低、本項(xiàng)目一體式燒成設(shè)備占地面積小且可移動(dòng)，且耗能較低；比較于污泥堆肥，制備進(jìn)程無污染、設(shè)備靈敏且占地面積小、制備進(jìn)程簡(jiǎn)略且易于操控、產(chǎn)品附加值更高。

04 結(jié)論

為高效結(jié)束市政污泥處理處置的無害化、資源化安全運(yùn)用，本文研討了以污泥、秸稈為首要質(zhì)料制備蓄水陶土的要害技能，得出以下結(jié)論：

（1）污泥制備的蓄水陶土體積孔隙率可以抵達(dá)80%，吸水率達(dá)93.2%，每立方米可吸水400～500kg，歸納蓄水率最高可達(dá)110%。

（2）經(jīng)過金屬與鐵原子結(jié)合的尖晶石相可以結(jié)束蓄水陶土的污泥原猜中重金屬的固化，所含的重金屬結(jié)晶率在99%以上。

（3）本文所述蓄水陶土的制備進(jìn)程簡(jiǎn)略、制備周期短、制備進(jìn)程耗能低且污泥含水率達(dá)60%時(shí)摻量抵達(dá)70%，燒制設(shè)備為可移動(dòng)式一體化設(shè)備，建成和作業(yè)出資低，且制備進(jìn)程對(duì)環(huán)境無污染。

一、生物脫氮的基本原理

①氨化(Ammonification)：廢水中的含氮有機(jī)物，在生物處理進(jìn)程中被好氧或厭氧異養(yǎng)型微生物氧化分解為氨氮的進(jìn)程；

③反硝化(Denitrification)：廢水中的NO2-和NO3-在缺氧條件下以及反硝化菌(兼性異養(yǎng)型細(xì)菌)的效果下被還原為N2的進(jìn)程。

①亞硝化反響：NH4++1.5O2→NO2-+H2O+2H+②硝化反響：NO2-+0.5O2→NO3-③總的硝化反響：NH4++2O2→NO3-+H2O+2H+

第一步：3NO3-+CH3OH→3NO2-+2H2O+CO2

第三步：6H++6NO3-+5CH3OH→3N2+13H2O+5CO2

A/O脫氮工藝主要特征是：將脫氮池設(shè)置在去碳硝化進(jìn)程的前端，一方面使脫氮進(jìn)程能直接使用進(jìn)水中的有機(jī)碳源而可以省去外加碳源；另一方面，則經(jīng)過消化池混合液的回流而使其間的NO3-在脫氮池中進(jìn)行反硝化進(jìn)行去除。因而工藝內(nèi)回流比的操控是較為重要的，因?yàn)槿鐑?nèi)回流比過低，則將導(dǎo)致脫氮池中BOD5/NO3-過高，然后是反硝化菌無足夠的NO3-或NO2-作電子受體而影響反硝化速率，如內(nèi)回流比過高，則將導(dǎo)致BOD5/NO3-或BOD5/NO3-等過低，相同將因反硝化菌得不到足夠的碳源作電子供體而抑制反硝化菌的生長(zhǎng)。

依據(jù)廢水的脫氮水質(zhì)、處理目標(biāo)、出水要求，挑選A/O脫氮工藝時(shí)，其參數(shù)一般也有所不同。通常情況下，可以按照表2選用各參數(shù)。

三、影響因素與操控條件

①好氧條件，并堅(jiān)持必定的堿度。氧是硝化反響的電子受體，硝化池內(nèi)溶解氧的高低，必將影響硝化反響的進(jìn)程，溶解氧質(zhì)量濃度一般維持在2~3mg/L，不得低于1mg/L，當(dāng)溶解氧質(zhì)量濃度低于0.5~0.7mg/L時(shí)，氨的硝態(tài)反響將遭到抑制。

②混合液中有機(jī)物含量不宜過高，否則硝化菌難成為優(yōu)勢(shì)菌種。

④硝化菌在消化池內(nèi)的停留時(shí)刻，即生物固體均勻停留時(shí)刻，必須大于最小的世代時(shí)刻，否則硝化菌會(huì)從體系中流失殆盡。

2、反硝化反響主要影響因素與操控要求

反硝化菌碳源的供應(yīng)可用外加碳源的辦法(如傳統(tǒng)脫氮工藝)、或使用原廢水中的有機(jī)碳(如前置反硝化工藝等)的辦法來完成。反硝化的碳源可分為三類：第一類為外加碳源，如甲醇、乙酸鈉、乙醇、葡萄糖、淀粉、蛋白質(zhì)等；第二類為原廢水中的有機(jī)碳；第三類為細(xì)胞物質(zhì)，細(xì)菌使用細(xì)胞成分進(jìn)行內(nèi)源反硝化，但反硝化速率最慢。

②反硝化反響最適宜的pH值為8 ~8.6。pH值高于8.6或低于6，反硝化速率將大幅度下降。

④反硝化菌歸于異養(yǎng)兼性厭氧菌在無分子氧但存在硝酸和亞硝酸離子的條件下，一方面，它們可以使用這些離子中的氧進(jìn)行呼吸，使硝酸鹽還原；另一方面，因?yàn)榉聪趸w內(nèi)的某些酶體系組分只要在有氧條件下才干組成，所以反硝化菌適宜在厭氧、好氧條件替換下進(jìn)行，故溶解氧應(yīng)操控在0.5mg/L以下。

生物相是指活性污泥微生物的種類、數(shù)量及其活性狀況的改變。生物相調(diào)查可以作為一種輔助手法來達(dá)到操控工藝運(yùn)行的意圖。

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