污泥是在污水处理进程中发生的半固态或固态物质（不包含栅渣、浮渣和沉砂），浓缩并汇集了污水中30%～50%的污染物及有机物，具有“污染”“资源”双重特征。据统计，我国每日总污水处理规划超越两亿立方米，污泥年排放量已达6000万吨，约占全球总污水处理规划的1/5，估计2025年我国市政污泥年产量将打破9000万吨。污泥具有含水率高（可高达99%以上），有机物含量高的特性，对污泥进行减量化、安稳化、无害化、资源化处理处置，是展开污染防治攻坚战的重要任务，也是未来污水处理作业减污降碳的发展方向。而现有的干流污泥处理处置技能存在显着的短板和坏处：

(资料图片仅供参考)

（1）污泥堆肥现已明令禁止；

（2）污泥制备免烧砖和建材在无害化处置和经济本钱方面得不到有用的技能处理；

（3）干化燃烧成为现在常用的办法，但干化燃烧能耗高、出资大、资源化低，一同温度难以操控，容易发生二噁英，且重金属得不到操控，剩余灰烬还需要填埋。因而市政污泥处理处置现已成为城市的难点、痛点，亟待有用的新技能给予处理。

比较传统的污泥处置技能，污泥制备蓄水陶土出产技能和工艺将污泥无害化处置和资源化运用结合起来，在出产进程中，底泥中的有机物被充分转化为热值，烟气经过循环热量也得到有用收回，充分节能降耗。在整个处理进程中重金属得到有用物理结晶固化，由于选用专用技能，物料在炉膛内结束稳态燃烧，温度场均匀，避免了二噁英等大气污染物的发生，直接构成了高附加值的新式蓄水资料产品，有用途理了污泥的无害化处置和污泥资源化出路问题。本研讨以污泥、秸秆为首要质料，增加少数功用性外加剂，经配料成型、高温烧结制备的蓄水陶土，可广泛运用于海绵城市、水环境办理、生态美化等作业。

01 制备技能

蓄水陶土制备的核心技能和工艺包含：

（1）高含水状况下直接成型技能，结束污泥含水率达60%时掺量抵达70%；

（2）依据重金属高效固化与功用规划的组分调控技能，经过功用组分和烧结工艺操控，结束重金属在蓄水资猜中高效固化；

（3）模块化静态烧结技能，有用确保蓄水资料孔隙连通；

（4）系列化的运用技能，结束蓄水资料的长效、功用化运用。详细的工艺流程如图1所示。

本文所述蓄水陶土制备技能差异于其它技能的特征是：

（1）在工艺方面，差异于传统污泥干化制备建材技能，该项目无需对污泥进行单调，而是直接成型、余热单调、静态烧结，不只工艺流程简略，并且本钱低、能耗低；

（2）在产品方面，差异于传统建材，蓄水资料具有快速吸水、高效清水、许多储水、缓慢释水等特征。

02 蓄水陶土功用剖析

蓄水陶土的制备选用专用网袋窑规划与工况原理，运用污泥中含有许多的有机物，其间SiO2和Al2O3等成陶的组分含量较高的特性，选用两段式加温，400-500℃下有机质热解气化在资料内部构成许多内孔结构，跟着温度的进一步升高，在高于900℃时，资料内专有配方的无机发泡剂开端反响，气体溢出时构成许多的介孔，如图2所示，内部孔隙结构进一步丰盛，内部丰盛的孔隙结构使其具有出色的吸水功用。

如图3所示，蓄水陶土的吸水率达93.2%，每立方米可吸水400～500kg，归纳蓄水率最高可达110%。首要是因为连通孔为水分子的进入提供了桥梁，水分子经过连通孔进入大孔后，经过毛细孔向介孔及微孔渗透。进入孔隙结构里面的水分，与晶格间的O原子相结合，发生不同的表面羟基吸附位点，再加上多孔资料内部不同金属与氧原子的结合，使得多孔资料显现为电负性，资料亲水功用增强。

此外，蓄水陶土中介孔结构的存在，使得表面羟基吸附位点增多，表面羟基与水分子间易构成氢键，氢键具有可逆性，然后使得蓄水陶土具有更好的吸、释水才干。在对资料进行晶相剖析时发现，资猜中的首要晶相为石英、莫来石、钙长石、赤铁矿和尖晶石相。经过金属与铁原子结合的尖晶石相，结束可以重金属固化，抵达重金属溶出率几乎为零的效果。如图4所示，蓄水陶土制备进程中污泥原猜中所含的重金属结晶率在99%以上。经检测剖析发现，蓄水陶土不管运用在酸性仍是碱性土壤中，又或是不同温度条件下，几乎没有任何重金属溶出物发生。

03 技能比照

现在国内外同类技能包含污泥燃烧发电、污泥制陶粒、污泥制砖等，详细比照如表1所示。从比照效果来看，本文以污泥、秸秆为首要质料，增加少数功用性外加剂，经配料成型、高温烧结出产，制备进程简略、制备周期短、制备进程耗能低且污泥含水率达60%时掺量抵达70%、烧制设备为可移动式一体化设备、建成和作业出资低，且制备进程对环境无污染。

现在国内外同类技能包含污泥燃烧发电、污泥制陶粒、污泥制砖等，详细比照如表1所示。从比照效果来看，本文以污泥、秸秆为首要质料，增加少数功用性外加剂，经配料成型、高温烧结出产，制备进程简略、制备周期短、制备进程耗能低且污泥含水率达60%时掺量抵达70%、烧制设备为可移动式一体化设备、建成和作业出资低，且制备进程对环境无污染。

本文选用的污泥处置办法与污泥制砖技能比较，污泥掺量更大、产品制备进程更简略、处理周期短、设备所占土地面积较小且为可移动式一体式设备、出资较低、产品运用范围更广，产品附加值更高；比较于燃烧发电，处理和制备进程简略、制备周期短、制备体系简略、技能要求相对较低、建成和运营本钱更低、本项目一体式烧成设备占地面积小且可移动，且耗能较低；比较于污泥堆肥，制备进程无污染、设备灵敏且占地面积小、制备进程简略且易于操控、产品附加值更高。

04 结论

为高效结束市政污泥处理处置的无害化、资源化安全运用，本文研讨了以污泥、秸秆为首要质料制备蓄水陶土的要害技能，得出以下结论：

（1）污泥制备的蓄水陶土体积孔隙率可以抵达80%，吸水率达93.2%，每立方米可吸水400～500kg，归纳蓄水率最高可达110%。

（2）经过金属与铁原子结合的尖晶石相可以结束蓄水陶土的污泥原猜中重金属的固化，所含的重金属结晶率在99%以上。

（3）本文所述蓄水陶土的制备进程简略、制备周期短、制备进程耗能低且污泥含水率达60%时掺量抵达70%，烧制设备为可移动式一体化设备，建成和作业出资低，且制备进程对环境无污染。

一、生物脱氮的基本原理

①氨化(Ammonification)：废水中的含氮有机物，在生物处理进程中被好氧或厌氧异养型微生物氧化分解为氨氮的进程；

③反硝化(Denitrification)：废水中的NO2-和NO3-在缺氧条件下以及反硝化菌(兼性异养型细菌)的效果下被还原为N2的进程。

①亚硝化反响：NH4++1.5O2→NO2-+H2O+2H+②硝化反响：NO2-+0.5O2→NO3-③总的硝化反响：NH4++2O2→NO3-+H2O+2H+

第一步：3NO3-+CH3OH→3NO2-+2H2O+CO2

第三步：6H++6NO3-+5CH3OH→3N2+13H2O+5CO2

A/O脱氮工艺主要特征是：将脱氮池设置在去碳硝化进程的前端，一方面使脱氮进程能直接使用进水中的有机碳源而可以省去外加碳源；另一方面，则经过消化池混合液的回流而使其间的NO3-在脱氮池中进行反硝化进行去除。因而工艺内回流比的操控是较为重要的，因为如内回流比过低，则将导致脱氮池中BOD5/NO3-过高，然后是反硝化菌无足够的NO3-或NO2-作电子受体而影响反硝化速率，如内回流比过高，则将导致BOD5/NO3-或BOD5/NO3-等过低，相同将因反硝化菌得不到足够的碳源作电子供体而抑制反硝化菌的生长。

依据废水的脱氮水质、处理目标、出水要求，挑选A/O脱氮工艺时，其参数一般也有所不同。通常情况下，可以按照表2选用各参数。

三、影响因素与操控条件

①好氧条件，并坚持必定的碱度。氧是硝化反响的电子受体，硝化池内溶解氧的高低，必将影响硝化反响的进程，溶解氧质量浓度一般维持在2~3mg/L，不得低于1mg/L，当溶解氧质量浓度低于0.5~0.7mg/L时，氨的硝态反响将遭到抑制。

②混合液中有机物含量不宜过高，否则硝化菌难成为优势菌种。

④硝化菌在消化池内的停留时刻，即生物固体均匀停留时刻，必须大于最小的世代时刻，否则硝化菌会从体系中流失殆尽。

2、反硝化反响主要影响因素与操控要求

反硝化菌碳源的供应可用外加碳源的办法(如传统脱氮工艺)、或使用原废水中的有机碳(如前置反硝化工艺等)的办法来完成。反硝化的碳源可分为三类：第一类为外加碳源，如甲醇、乙酸钠、乙醇、葡萄糖、淀粉、蛋白质等；第二类为原废水中的有机碳；第三类为细胞物质，细菌使用细胞成分进行内源反硝化，但反硝化速率最慢。

②反硝化反响最适宜的pH值为8 ~8.6。pH值高于8.6或低于6，反硝化速率将大幅度下降。

④反硝化菌归于异养兼性厌氧菌在无分子氧但存在硝酸和亚硝酸离子的条件下，一方面，它们可以使用这些离子中的氧进行呼吸，使硝酸盐还原；另一方面，因为反硝化菌体内的某些酶体系组分只要在有氧条件下才干组成，所以反硝化菌适宜在厌氧、好氧条件替换下进行，故溶解氧应操控在0.5mg/L以下。

生物相是指活性污泥微生物的种类、数量及其活性状况的改变。生物相调查可以作为一种辅助手法来达到操控工艺运行的意图。

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