鋼渣煤渣混裝快滲柱除磷性能研究.pdf

1、鋼渣煤渣混裝快滲柱是基于我國(guó)日益嚴(yán)峻的水體富營(yíng)養(yǎng)化、土地資源緊缺等問(wèn)題，以研究出一種磷素高效去除、又環(huán)境生態(tài)友好的新型污水處理工藝為目的，而開(kāi)發(fā)出的新型污水處理工藝。鋼渣煤渣混裝快滲柱是兩段式蚯蚓強(qiáng)化快速滲濾工藝的第二段，具有優(yōu)異的磷素去除效果，在一定程度上解決了污水處理工藝最終出水TP濃度仍然較高的問(wèn)題。通過(guò)鋼渣煤渣磷素靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)，分析鋼渣煤渣磷吸附容量、動(dòng)態(tài)吸附性能及pH對(duì)其磷吸附性能的影響。通過(guò)分析鋼渣煤渣快滲柱進(jìn)出水TP濃度、

2、快滲柱填料中各形態(tài)磷種類和含量、和快滲柱運(yùn)行穩(wěn)定性，研究快滲柱生活污水磷素去除效果、磷素在快滲柱中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律、和快滲柱使用周期，為兩段式蚯蚓強(qiáng)化快速滲濾工藝向中試規(guī)模發(fā)展提供了技術(shù)參數(shù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)。 (1) 鹽酸改性后，鋼渣煤渣的吸附容量分別為2.411mg/g、0.410 mg/g，均大于未改性鋼渣和煤渣(1.391 mg/g、0.240 mg/g)。鋼渣改性后達(dá)到吸附飽和的時(shí)間縮短，磷酸鹽濃度越大，鋼渣達(dá)到吸附飽和所需時(shí)

3、間縮短得越多，20 mg/L 的溶液縮短了4 h，40 mg/L 縮短了10 h，60 mg/L 縮短了12 h。鋼渣煤渣均存在磷酸鹽快速吸附、慢速吸附和吸附平衡三個(gè)過(guò)程，鋼渣在慢速吸附過(guò)程中存在溶解態(tài)磷向沉淀態(tài)磷轉(zhuǎn)化的反應(yīng)，使得磷酸鹽的去除率接近100％，而煤渣磷酸鹽去除率僅有40％。鋼渣和煤渣中富含鐵離子和鋁離子，因此兩填料隨pH變化規(guī)律相似，均為酸性溶液的磷酸鹽去除速率最快，其次為中性，堿性最慢。綜上所述，鋼渣在磷素去除方面明顯優(yōu)

4、于煤渣，鹽酸改性可提高鋼渣和煤渣的磷吸附容量。 (2) 鋼渣煤渣快滲柱探索性試驗(yàn)表明鋼渣煤渣快滲柱具有優(yōu)異的除磷效果?？鞚B柱水力負(fù)荷為0.5 m/d時(shí)，快滲柱出水TP均未檢出，當(dāng)水力負(fù)荷提高到1 m/d時(shí)，快滲柱出水TP濃度在0.2～0.4 mg/L左右，水力負(fù)荷增大不利于TP的去除。鋼渣煤渣分層裝填快滲柱出水TP濃度高于混合填裝，且柱內(nèi)鋼渣易板結(jié)，運(yùn)行周期較短。表層裝填砂土快滲柱比裝填陶粒更易堵塞。 (3) 鋼渣煤

5、渣混裝快滲柱試驗(yàn)表明，1＃ (鋼渣∶煤渣=1∶1.5)和3撐(鋼渣∶煤渣=1∶5)快滲柱TP去除效果均較好，出水TP濃度低于1 mg/L，達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 18918—2002)中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。2＃快滲柱(鋼渣∶煤渣=1∶3)TP去除效果略差，運(yùn)行后期出水TP濃度已接近1.5 mg/L。水力負(fù)荷由1 m/d提高到4 m/d時(shí)，出水TP濃度變化較小，在該水力負(fù)荷范圍內(nèi)，水力負(fù)荷對(duì)TP去除效果影響不大，提高系統(tǒng)水力負(fù)荷具有可行性。連續(xù)

6、運(yùn)行和增加填料高度均可提高磷素的去除率，出水TP濃度均低于1 mg/L。 (4) 不同快滲柱中，各形態(tài)的沉淀態(tài)磷和TP含量沿柱深均呈增加趨勢(shì)，有機(jī)磷沿柱深呈下降趨勢(shì)。鋼渣煤渣裝填比例、系統(tǒng)水力負(fù)荷和Fe-P含量成正比、連續(xù)運(yùn)行及高度增加有利于Fe-P含量增加。各取樣點(diǎn)Fe-P含量均最大(1.2～2.7mg/kg)，然后依次為Ca-P(0.92～1.08 mg/kg)、Al-P(0.49～0.61 mg/kg)、O-P(0.39

7、～0.60mg/kg)、有機(jī)磷(0.22～0.38 mg/kg)，F(xiàn)e-P含鼉與TP含量呈極顯著正相關(guān)?？鞚B柱TP含量越多，快滲柱TP去除效果越好。 (5) 經(jīng)過(guò)130多天的運(yùn)行，被保留的3＃和4＃快滲柱出水TP平均濃度分別為1.05 mg/L和1.65 mg/L，兩快滲柱磷吸附量逐漸接近理論吸附量，磷吸附能力均有所下降，4?？鞚B柱磷吸附能力下降的更多，與4?？鞚B柱出水較差相吻合。 (6) 3?？鞚B柱的理論磷吸附容量