多孔水泥土净化生活 污水 试验

第３１卷第２期２０１１年５月桂林理工大学学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ３１Ｎｏ２Ｍａｙ２０１１文章编号：１６７４－９０５７（２０１１）０２－０２３３－０５多孔水泥土净化生活污水试验蓝俊康，刘宝剑（桂林理工大学ａ广西环境工程与保护评价重点实验室；ｂ环境科学与工程学院，广西桂林５４１００４）摘要：用复合水泥（ｗＢ＝２５％）、红粘土（ｗＢ＝７５％）和适量的蒸馏水拌合后置入ＰＶＣ管内，经插孔和养护，制成多孔的圆柱形水泥土反应节，再由多个反应节上下串联而成反应柱，以此反应装置处理从某污水处理厂采集的污水，该污水组分以生活污水为主。监测结果显示，此反应器对污水中ＢＯＤ５、ＣＯＤ的净化效果十分突出，对ＴＰ、ＴＮ、ＮＨ３Ｎ的处理也有一定的效果；３０℃条件下各个指标的去除率要明显优于１０℃的环境。综合分析后认为，水泥土对污水的净化机理与“生态型多孔混凝土”的基本相同，但是由于水泥土的制作成本更低，废弃后可破碎作耕土，不需考虑其耐久性问题，更利于环保。关键词：水泥土；净化；污水中图分类号：Ｘ５２；Ｘ７０３；ＴＵ５２８文献标志码：Ａ粘土矿物因具有层状结构而对污染物具有良好的吸附能力，并且由于其储量丰富、价格低廉、对污染物的吸附容量大、化学和机械稳定性高以及对环境无毒无害且容易再生等优点，在污水处理方面已被广泛地应用于化工和生活污水的净化，以去除废水中的重金属离子、ＮＨ４＋、Ｈ２ＰＯ４－、ＨＰＯ４２－、ＰＯ４３－等离子，染色物和有机污染物（如油、农药废水）等［１－４］。但与此同时，由于粘土的渗透性差，难以当作滤料来净化污水，且在处理污水过程中易变为稀泥，甚至变成胶体悬浮于污水中，造成污水后期处置困难，大大降低了粘土及改性粘土在污水处理中的应用价值和推广。而利用少量的水泥（掺入量为１０％～３０％，根据强度的要求掺加）将其粘结，使之成形，做成混凝土状的“水泥土”，并在其中间人为地制造一些大孔隙，形成“多孔水泥土”，以使污水能在其中快速地渗滤。由于这种特殊的混凝土与生态型多孔混凝土的材料和结构十分接近，也应能用于一些污水的净化。为了检验水泥土对污水的处理效果，进行下述试验。１试验材料与方法１１试验材料试验所用的水泥土为复合水泥、红粘土和蒸馏水搅拌而成，其质量比为ｍ（复合水泥）∶ｍ（红粘土）∶ｍ（蒸馏水）＝２∶６∶３。复合水泥为市售的Ｐ·Ｃ３２５型，红粘土采自桂林市郊，采集后在室温下通风晾干，过０１５ｍｍ筛。复合水泥和红粘土的化学成分见表１。试验所用的污水采自桂林市某污水处理厂的进水口。据调查，该污水厂所收集的污水中，生活污水约占７０％，工业废水约占３０％。２次试验所采集的污水水质如表２所示。１２试验装置把复合水泥、红粘土和蒸馏水３种材料混合搅拌均匀后，立即放入ＰＶＣ管（直径１０ｃｍ，高１０ｃｍ）内成型并养护２４ｈ，凝结后形成高６５ｃｍ收稿日期：２００９－１１－０３基金项目：广西环境工程与保护评价重点实验室研究基金项目（桂科能０７０１Ｋ００９）作者简介：蓝俊康（１９６６—），男，博士，教授，研究方向：水污染控制。引文格式：蓝俊康，刘宝剑．多孔水泥土净化生活污水试验［Ｊ］．桂林理工大学学报，２０１１，３１（２）：２３３－２３７．表１复合水泥和红粘土的化学成分Ｔａｂｌｅ１ＣｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｅｍｅｎｔａｎｄｒｅｄｃｌａｙｗＢ／％氧化物复合水泥红粘土ＳｉＯ２２１４８４８３３Ｆｅ２Ｏ３２３５１０４４ＣａＯ５４９１０１６ＭｇＯ０６３０５９Ａｌ２Ｏ３７５８２５４２ＳＯ３１８００２２ＭｎＯ０９４０６２Ｌｏｓｓ９４２１２３６表２试验用的污水水质Ｔａｂｌｅ２Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｄａｔａｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒ水质指标水温１０℃３０℃ＣＯＤＣｒ／（ｍｇ·Ｌ－１）１２４２４１４０００ＢＯＤ５／（ｍｇ·Ｌ－１）６８８３９３５６ＴＰ／（ｍｇ·Ｌ－１）８５０８１６ＴＮ／（ｍｇ·Ｌ－１）９２１６９８５２ＮＨ３Ｎ／（ｍｇ·Ｌ－１）２６６０２９１５浊度／ＮＴＵ４５００８８５０ｐＨ７６４７９８的短柱状水泥土反应节。在水泥土凝结前，用针插入水泥土中造孔，孔眼均匀分布于上下断面上并贯穿上下。每节表面造孔８０个，孔径约１ｍｍ。再把６节水泥土上下排成一排，让每节都固定在１个柱子上面。为使反应过程中能获得充氧，每节之间留有２ｃｍ间隙。污水自上而下沿水泥土中的小孔隙向下流动，用蠕动泵控制进水流量（１０ｍＬ／ｍｉｎ），试验装置如图１所示。出水后，再用泵把污水抽至反应柱上方，使其再次渗下，如此反复多次，直至处理效果达到满意为止。图１反应柱示意图Ｆｉｇ１Ｃｏｌｕ