CN102078795B - 一种用于控制景观水体藻类生长的粉煤灰成型材料及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于控制景观水体藻类生长的粉煤灰成型材料及其应用方法。粉煤灰成型材料即以粉煤灰、城市污水处理厂脱水污泥为主要原料，以电厂脱硫石膏和粘土为辅料通过混合、搅拌、均化后制成直径8～12mm大小的球状生料球，再将生料球进行干燥、预烧、烧结，最终将其自然冷至室温，即得到粉煤灰净水成型材料。将此粉煤灰成型材料按10～40g/L的投加量投入景观水体，可有效控制地表景观水体中藻类的生长；同时对氮、磷浓度都为≤5.0mg/L左右的污、废水也具有很好的去除效果，对氮、磷去除率分别70.60%及98.12%，可以使氮浓度降低到富营养化指数1.5mg/L之下。

Description

一种用于控制景观水体藻类生长的粉煤灰成型材料及其应用方法

技术领域

本发明涉及一种用于控制景观水体藻类生长的粉煤灰成型材料及其应用方法。

背景技术

我国水体富营养化状况十分严峻，造成水质污染、环境生态破坏、人体健康受损、致癌、致畸等环境与社会问题。每年直接经济损失数百亿元。

水体富营养化的主要根源是水中氮磷浓度超标。目前，用于工程实践的各种水体脱氮除磷技术很多，如物理法、化学法和生物法等。

物理法是采用底泥疏浚、引水换水等方法，优点是较为彻底、效果好。但工程量大，成本高，容易破坏原有的底栖生物群落，挖出的污泥如处理不当易造成二次污染。

化学法一般是采用药剂进行处理，它虽具有短期见效快的优点,但成本高，而且只治标不治本，效果难以持久，易产生二次污染。

生物法是相对经济的方法，但也存在运行稳定性较差，不易操作，受污水的温度及酸碱度影响较大，出水往往需要再进行二次除磷处理等诸多缺陷。上述地表水体治理技术各有所长，但在应用中都具有一定的局限性。

因此，探索并开发其它经济有效的新型脱氮除磷方法具有重要的现实意义。利用粉煤灰制作的净水材料来净化氮、磷超标的水体，经济有效，简单实用，而且能够变废为宝，避免二次污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于控制景观水体藻类生长的粉煤灰成型材料及其应用方法。即提供一种利用以粉煤灰、城市污水处理厂脱水污泥为主要原料，以电厂脱硫石膏和粘土为辅料制备的球型轻质多孔成型材料，利用其来抑制水体中藻类的生长的方法，同时可以净化水体中氮、磷。

本发明的技术方案

一种用于控制景观水体藻类生长的粉煤灰成型材料，其原料组成包括粉煤

灰、脱水污泥、石膏和粘土，且所述的粉煤灰、脱水污泥、石膏和粘土之间的配比按质量百分比即粉煤灰：脱水污泥：石膏：粘土为60%：35%：4%：1%计算；

所述的脱水污泥的含水率为75～80%；

所述的用于控制景观水体藻类生长的粉煤灰成型材料通过如下方法制备： 

将过45目筛的粉煤灰、脱水污泥、石膏和粘土以质量百分比即粉煤灰：脱水污泥：石膏：粘土为60%：35%：4%：1%的比例进行配比混合后，加水搅拌，控制搅拌速度为45r/min，时间为30min，然后再均化30min，制成直径8～12mm大小的球状生料球，将生料球加入干燥箱中，105℃干燥2h，再置入马弗炉中在300℃预烧30min，而后在1000℃下烧结20min，最后将其自然冷至室温，即得到粉煤灰净水成型材料；其中水的加入量占粉煤灰、脱水污泥、石膏和粘土的总质量的10%。

上述的用于控制景观水体藻类生长的粉煤灰成型材料用于控制景观水体藻

类生长的方法，即在含氮、磷浓度都为≤3.0mg/L的小型地表景观水域中，将粉煤灰成型材料以10～40g/L的投加量进行均匀投加，夏季15～20天捞出更换一次材料，春、秋季20～30天更换一次。所述的粉煤灰成型材料优选采用编织袋装的方式投加，即将颗粒材料装入袋中投加，待净化好后，捞出即可。

上述的用于控制景观水体藻类生长的粉煤灰成型材料还可用于对低浓度氮、磷污水、废水的处理，其特征在于其处理步骤如下：

在含氮、磷浓度都为≤5.0mg/L的污水、废水中，投加粉煤灰成型材料10～40g/L，在常温条件下，以100r/min搅拌反应16～24h，反应结束后固液分离，最终实现对氮、磷污水、废水的净化处理。

本发明的有益效果

本发明的用于控制景观水体藻类生长的粉煤灰成型材料，用于控制景观水体中藻类的生长，同时亦可直接用于对地表水体水域中的氮、磷的控制；同时对氮、磷浓度都为≤5.0mg/L左右的污、废水也具有很好的去除效果，对氮、磷的去除率分别达到70.60%及98.12%，可以使氮浓度降低到富营养化指数1.5 mg/L之下。

本发明的用于控制景观水体藻类生长的粉煤灰成型材料可以控制景观水体中藻类的生长，同时也可将污水、废水厂二级处理后残留污、废水中的氮磷浓度进一步加以去除。

另一方面本发明对用于控制景观水体藻类生长的粉煤灰成型材料的浸出毒性进行了试验，试验采用ICPS—7510等离子体发射光谱仪进行测定，实验步骤按照中华人民共和国国家标准GB 5085.3-2007（《危险废物鉴别标准—浸出毒性鉴别》）中“附录B.固体废物元素的测定—电感耦合等离子体质谱法”中规定的浸出液实验方法进行，试验结果见下表1。

从表1中可以看出，其中镉、汞、铅等主要的重金属浓度均远远低于国标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。因此，材料使用过程中和使用后均不含毒性，而吸附饱和了氮磷的材料还可考虑再利用到土壤改良中去。因此本发明经济有效，简单实用，能够变废为宝，避免二次污染。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进一步详细描述，但并不限制本发明。

实施例1

取上海外高桥电厂粉煤灰、脱硫石膏等制备水处理成型材料过程如下：

将物料按质量配比：粉煤灰60%、含水率为75～80%的脱水污泥35%、脱硫石膏4%、粘土1%的比例混合，加水搅拌30min,其中水含量占物料总量的10%，然后将混合好的物料均化30min，制成直径10mm左右的球状生料球，将生料球加入干燥箱中，105℃干燥2h，再置入马弗炉中在300℃预烧30min，再在1000℃下烧结20min，最后将其冷至室温，得到粉煤灰成型材料。

实施例2

利用实施例1所得的粉煤灰成型材料对实际水样进行试验：在5个烧杯中分别加入含氮、磷浓度为2.31mg/l和0.27mg/l的水样1000ml，分别投加粉煤灰净水材料0，5，10，20，40g，置于强光和温度30℃条件下，观察水样中藻类生长状况，定期测定水样中氮磷的浓度，结果显示：投加了粉煤灰净水材料的水样中，除投加量为5g/l（固液比≥1：200）水样外，其它水样磷浓度在2天内均快速降至0.1mg/L以下；在以后的28天时间里，水样也没有藻类生长；而未投加粉煤灰净水材料的水样氮磷浓度初期基本没有变化，投加量为5g/l的水样氮磷浓度初期变化较小，随着时间的延长，这两个杯中开始生长藻类并越长越快。说明粉煤灰净水材料对藻类的抑制效果很明显。

实施例3

利用实施例1所得的粉煤灰净水材料对含氮磷浓度均为5mg/l的污水水样进行处理，投加量每升废水10g，常温25°C，转速为100r/min，反应16h后，水中氮、磷含量分别为1.47mg/L、0.094mg/L；反应20h后，水中氮、磷含量为1.12mg/L、0.068mg/L；24h后水中氮、磷含量降至1.05mg/L、0.052mg/L，对氮、磷去除率分别70.60%及98.12%。

通过本实施例表明，本发明的处理方法可使氮、磷浓度分别降低到富营养化指数1.5 mg/L及0.1mg/L之下。

以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种粉煤灰成型材料用于控制景观水体藻类生长的方法，所述的粉煤灰成型材料中原料组成包括粉煤灰、脱水污泥、石膏和粘土，且所述的粉煤灰、脱水污泥、石膏和粘土之间的配比按质量百分比即粉煤灰：脱水污泥：石膏：粘土为60%：35%：4%：1%计算；所述的脱水污泥的含水率为75～80%；所述的粉煤灰成型材料通过如下方法制备： 将过45目筛的粉煤灰、脱水污泥、石膏和粘土以质量百分比即粉煤灰：脱水污泥：石膏：粘土为60%：35%：4%：1%的比例进行配比混合后，加水搅拌，控制搅拌速度为45r/min，时间为30min，然后再均化30min，制成直径8～12mm大小的球状生料球，将生料球加入干燥箱中，105℃干燥2h，再置入马弗炉中在300℃预烧30min，而后在1000℃下烧结20min，最后将其自然冷至室温，即得到粉煤灰净水成型材料；其中水的加入量占粉煤灰、脱水污泥、石膏和粘土的总质量的10%；其特征在于在含氮、磷浓度都为≤3.0mg/L的小型地表景观水域中，将所述粉煤灰成型材料以10～40g/L的投加量进行均匀投加，夏季15～20天捞出更换一次粉煤灰成型材料，春、秋季20～30天更换一次粉煤灰成型材料。

2.如权利要求1所述的粉煤灰成型材料用于控制景观水体藻类生长的方法，其特征在于在含氮、磷浓度都为0.27～2.31mg/L的小型地表景观水域中，将粉煤灰成型材料以10～40g/L的投加量进行均匀投加，夏季15～20天捞出更换一次粉煤灰成型材料，春、秋季20～30天更换一次粉煤灰成型材料。

3.如权利要求1或2所述的粉煤灰成型材料用于控制景观水体藻类生长的方法，其特征在于粉煤灰成型材料采用编织袋装的方式投加，即将颗粒材料装入袋中投加。