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粉煤灰作为发电厂排放出来的主要废弃物,全国每年有1.6亿吨之多。不仅占用大量农田用于堆放粉煤灰,而且严重污染环境。其中只有小部分用于建筑、交通、土壤改良等方面,利用率仅在30-40%,仍然有较大的量需要开发利用。制浆造纸工业是我国国民经济的重要产业之一,然而其对环境污染问题也日益突出,解决好造纸工业的水污染问题,不仅关系到造纸工业自身的生存与发展,也关系到我国生态环境质量的改善。粉煤灰及造纸废水等废弃物资源化,已成为近年来环境可持续发展研究的热点。
针对这一现状,本文作为辽宁省煤矿循环经济研究课题的一部分,根据王恩德教授提出的矿物资源集约利用的学术思想,通过对粉煤灰物理化学性质及其环境效应的讨论,将粉煤灰这种矿物资源作为一种新型环境材料,对其改性后用于制浆造纸综合废水的处理,并将吸附了造纸废水有机质的粉煤灰与微生物相互结合,制备粉煤灰微生态复混肥。这是粉煤灰集约利用有益尝试。结合SBR生物处理作为后续工艺,使经粉煤灰吸附混凝-SBR二段法处理的制浆造纸综合废水达到国家工业回用水的标准,实现造纸废水的资源化。本研究的主要工作是为粉煤灰与造纸废水的资源化利用寻找一条切实可行的方法,从而为解决粉煤灰占地堆放造成的生态环境污染、为节约水资源、减少排放、实现粉煤灰与造纸废水资源化奠定技术基础。
通过大量的研究,获得的主要成果如下:1.成功地以混合酸()(HCl):()(H2SO4)=1:3对粉煤灰进行了改性,将改性的粉煤灰用于处理造纸废水,并选定改性粉煤灰处理造纸废水的最佳实验条件。
2.研究证明在最佳实验条件下,改性粉煤灰处理造纸废水CODCr、BOD5、悬浮物(SS)和色度的去除率分别可以达到81.5%、76.7%、99.1%和94%。出水水质达到并优于《造纸工业废水污染物排放标准》(GB3544-2001)表1中混合废水标准值。
3.确定SBR作为后续废水处理工艺的最佳运行条件。SBR后续工艺处理的制浆造纸综合废水CODCr的去除率可达到71.89-72.78%,BOD5、色度及悬浮物的平均去除率分别可以达到92.81%、77.6%、71.0%。出水水质基本达到《城市污水回用设计规范》(CECS61:94)给出的工业回用水的水质标准,可以作为工业回用水。
4.研究证明吸附了造纸废水有机质的粉煤灰可以作为固氮菌的载体。将载有固氮菌的粉煤灰与一定比例的无机化肥、泥炭组合在一起制成新型肥料——微生态复混肥。微生态复混肥养分含量达到有机无机复混肥标准,活菌数略低于微生物复混肥标准。
5.通过马蹄莲、文竹、芦荟和小白菜等的种植试验证明微生态复混肥能够改良土壤,缓释长效、均衡地供给作物养分。