专利名称：一种以粉煤灰陶粒材料为填料的城市污水处理方法
技术领域：
本发明涉及一种以粉煤灰陶粒材料为填料的城市污水处理方法。
背景技术：
曝气生物滤池是一种新型的污水处理工艺，与传统的生物处理工艺相比，曝气生物滤池最大的特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，可节省后续处理设施(如二沉池)，占地小，效率高。但与其它生物膜法不同的是，曝气生物滤池不能采用软性填料、蜂窝填料、纤维填料或弹性立体填料等，而必须以颗粒状材料为填料。在各种颗粒状填料中 ，粉煤灰陶粒颗粒填料以其质轻、价廉、表面粗糙，以及高比表面积和高孔隙率等特点显示出它的绝对优势。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种以粉煤灰陶粒材料为填料的城市污水处理方法。即采用曝气生物滤池，以粉煤灰陶粒材料为填料，通过过程运行参数的优化来对城市污水进行处理，最终达到GB18918—2002城镇污水处理厂污染物二级排放标准。本发明的技术方案
一种以粉煤灰陶粒材料为填料的城市污水处理方法，即利用曝气生物滤池，以粉煤灰陶粒材料为填料，通过过程运行参数的优化来处理城市污水。上述的一种以粉煤灰陶粒材料为填料的城市污水处理方法，具体包括如下步骤:
(I)、挂膜阶段
①、在曝气生物滤池中加入粉煤灰陶粒材料，控制厚度2m，向曝气生物滤池中一次性注入城市污水，再投加新鲜活性污泥；
所述的粉煤灰陶粒材料，按质量百分比计算，其原料组成及含量如下:
粉煤灰85%
脱水污泥10.5%
粘土0.5%
脱硫石骨4% ；
所述的粉煤灰粒径为1-200 μ m ；
所述的脱水污泥为城市污水厂脱水污泥，含水率为70-78% ；
所述的粘土为粉碎烘干过80目筛的粘土 ；
所述的脱硫石膏为燃煤电厂的脱硫石膏，粒径为200-300目；
上述的粉煤灰陶粒材料的制备方法，包括如下步骤:
a、将粉煤灰、脱水污泥、粘土及脱硫石膏混合搅拌均匀，加水搅拌调和成塑状泥团；
b、将步骤a所得的塑状泥团造粒成直径8_左右的湿颗粒球；
C、将步骤b所得的湿颗粒球控制温度为100°C下干燥lh，再控制温度为1000°C焙烧20min,自然冷却至室温后取出即得到粉煤灰陶粒材料；②、打开曝气机对滤柱进行闷曝气，闷曝气期间曝气量稍微小一点，保持溶解氧浓度在2-3mg/L，以免过大上升气流产生的冲击力影响了微生物在粉煤灰陶粒填料上的附着，温度保持在20°C左右；
③、闷曝期间不连续进水，闷曝I天后将上清液排出，再一次性地加入污水，继续闷曝12h，将上清液排出，再一次性地加入污水，重复上述步骤到第3天时，可以观察到粉煤灰陶粒填料上即附有少量微生物；
④、第4天起连续进水，水力停留时间HRT=IOh,流量由小逐步增大，直至指定流量即水力停留时间HRT=6h，此时的曝气量可以稍微调高一点，保持进水溶解氧浓度在3-4mg/L，即完成挂I]旲；
(2)运行阶段
挂膜完成后，引入稳定的城市污水，保持溶解氧浓度在3-4mg/L，水力停留时间6h，反应温度20°C左右，pH6.5-7.5，即可形成稳定的生活污水连续运行处理的状态；
上述步骤(2)处理污水一个周期后，需采用气水反冲洗方式对曝气生物滤池进行反冲洗，以去除截留在填料上的污染物和 老化生物膜等杂质，反冲洗时间为5-10min，周期6_10天。本发明的有益效果
本发明的一种以粉煤灰陶粒材料为填料的城市污水处理方法，可将城市污水中的CODra降至60mg / L以下,去除率达80%以上,氨氮降至22mg / L以下,最大去除率80.6%,总磷降至3mg / L以下，去除率最大达83.63%，达到GB18918—2002城镇污水处理厂污染物二级排放标准。本发明的一种以粉煤灰陶粒材料为填料的城市污水处理方法，由于利用以固体废物粉煤灰、城市污水处理厂脱水污泥、燃煤电厂脱硫石膏等为主要原料制备而成的粉煤灰陶粒填料作为吸附剂对城市污水进行处理，不仅解决了城市污水处理的问题，而且解决了粉煤灰和污水处理中剩余污泥的处置问题，实现以废治废的目的，降低了城市污水的处理成本。进一步，本发明的一种以粉煤灰陶粒材料为填料的城市污水处理方法，设备操作简单，运行方便，适于各种城市污水处理。
图1、本发明所用的曝气生物滤池装置的结构示意图，其中I为进水口、2为曝气机、3为曝气头、4为粉煤灰填料、5为填料支撑板、6出水阀门、7-出水管、8为水位计、9为布水区、10为溢流阀；
图2、填料支撑板的俯视图，其开孔5mm、开孔率30%_40%。
具体实施例方式下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。本发明的实施例中所用的粉煤灰陶粒材料，按质量百分比计算，其原料组成及含量如下:
粉煤灰85%脱水污泥10.5%
粘土0.5%
脱硫石骨4% ；
所述的粉煤灰采用上海外高桥某电厂粉煤灰，其粒径为1_200μπι ;
所述的脱水污泥采用上海曲阳水质净化厂脱水污泥，其含水率为75% ；
所述的粘土为粉碎烘干过80目筛的粘土 ；
所述的脱硫石膏采用上海外高桥电厂的脱硫石膏，粒径200-300目。上述的一种粉煤灰陶粒材料的制备方法，包括如下步骤:
a、将85g粉煤灰、10.5g脱水污泥、0.5g粘土及4g脱硫石膏混合搅拌均勻,加水搅拌调和成塑状泥团；
b、将步骤(I)所得的塑状泥团造粒成直径8_左右的湿颗粒球；
C、将步骤(2)所得的湿颗粒球控制温度为100°C下干燥lh，再控制温度为1000°C焙烧20min,自然冷却至室温后取出即得到粉煤灰陶粒材料。上述所用的造粒机为湖南中诚公司DZ-20C型造粒机，所用的马弗炉为上海精宏实验设备有限公司SXL-1208型马弗炉。实施例1 一种以粉煤灰陶粒材料为填料的城市污水处理方法，具体包括如下步骤:
(1)、挂膜阶段
①、采用图1所示的曝气生物滤池，所用的填料支撑板的开孔孔径为5mm、开孔率30%-40%。在曝气生物滤池中加入2m厚粉煤灰陶粒材料，向曝气生物滤池中一次性注入城市污水，再投加新鲜活性污泥；
②、打开曝气机对滤柱进行闷曝气，曝气量保持在溶解氧浓度2-3mg/L，温度保持在20°C左右；
③、闷曝期间不连续进水，闷曝I天后将上清液排出，再一次性地加入污水，继续闷曝12h，将上清液排出，再一次性地加入污水，重复上述步骤到第3天时，可以观察到粉煤灰陶粒填料上已附着少量微生物；
④、第4天起连续进水,水力停留时间HRT=IOh,流量由小逐步增大,直至指定流量，即水力停留时间HRT=6h，此时的曝气量可以稍微调高一点，保持进水溶解氧浓度在3-4mg/L，即完成挂膜；
(2)、运行阶段
挂膜完成后，引入城市污水连续运行处理，溶解氧浓度保持在3-4mg/L，水力停留时间6h，反应温度20°C左右，pH6.5-7.5，反冲洗周期8天，即运行8天后进行Smin反冲洗，去除截留在填料上的污染物和老化生物膜等杂质。上述的一种以粉煤灰陶粒材料为填料的城市污水处理方法处理后的城市污水的处理结果见下表:
权利要求
1.一种利用粉煤灰陶粒材料处理城市污水的方法，其特征在于以粉煤灰陶粒材料为填料，利用曝气生物滤池对城市污水进行处理，粉煤灰陶粒材料在曝气生物滤池中的充填高度为2.0m，曝气生物滤池中布水区高度0.2m，溶解氧浓度3_4mg/L，水力停留时间6h，反应温度15-25°C，反冲洗时间为5-10min，反冲洗周期为6_10天； 上述所用的粉煤灰陶粒材料，按质量百分比计算，其原料组成及含量如下: 粉煤灰85% 脱水污泥10.5% 粘土0.5% 脱硫石骨4% ； 所述的粉煤灰粒径为1-200 μ m ； 所述的脱水污泥为城市污水厂脱水污泥，含水率为70-78% ； 所述的粘土为粉碎烘干过80目筛的粘土 ； 所述的脱硫石膏为燃煤电厂的脱硫石膏，粒径为200-300目； 上述所用的粉煤灰陶粒材料通过如下步骤制备: a、将粉煤灰、 脱水污泥、粘土及脱硫石膏混合搅拌均匀，加水搅拌调和成塑状泥团； b、将步骤a所得的塑状泥团造粒成直径8_左右的湿颗粒球； C、将步骤b所得的湿颗粒球控制温度为100°C下干燥lh，再控制温度为1000°C焙烧20min,自然冷却至室温后取出即得到粉煤灰陶粒材料。
全文摘要
本发明公开一种以粉煤灰陶粒材料为填料的城市污水处理方法，即以粉煤灰陶粒材料为填料，利用曝气生物滤池对城市污水进行处理。处理时粉煤灰陶粒填料在曝气生物滤池中的高度2.0m，曝气生物滤池中布水区高度0.2m，溶解氧浓度3-4mg/L，水力停留时间6h，反应温度15-25℃，反冲洗时间5-10min，反冲洗周期6-10天。本发明的以粉煤灰陶粒材料为填料的城市污水处理方法可将城市污水中CODcr降至60mg／L以下，去除率达80%以上，氨氮降至22mg／L以下，最大去除率80.6%，总磷降至3mg／L以下，最大去除率83.63%，达到GB18918--2002城镇污水处理厂污染物二级排放标准。
文档编号C02F3/10GK103172169SQ201310118658
公开日2013年6月26日 申请日期2013年4月8日 优先权日2013年4月8日
发明者周笑绿, 吴南江, 施艺炜, 杨波, 吴莹, 李炳樾 申请人:上海电力学院