在污水处理的过程中,一方面需要改善出水效果,另一方面,需要解决污水处理的副产物污泥。好氧颗粒污泥在改善污水处理效果方面较传统活性污泥具有明显优势。而焚烧作为处理污泥的一种方法,为了达到焚烧要求,需要在焚烧前添加煤粉等助燃剂,以提高热值。因此,本研究设想,以煤粉为载体驯化活性污泥形成煤粉活性污泥,在提高污水处理效果的同时,提高污泥热值改善污泥的燃烧性能。本论文考察了曝气时间、煤粉投加量和煤粉粒度等因素对污水处理效果的影响,探讨了普通污泥和煤粉污泥热值和燃烧特性,得到以下主要结论:(1)污泥驯化阶段,在曝气时间分别为4 h和6 h工况条件下,活性污泥经过约30天左右的驯化后,曝气6 h工况下的污水处理效果总体上优于曝气4 h的工况,但相差不大。因此,从节约运行成本的角度出发,本研究的后续试验采用的曝气时间均为4 h。(2)煤粉投加量对污水处理效果影响的试验结果表明,煤粉投加量对人工配水条件和实际污水各污染物的去除影响基本一致。在煤粉投加量分别为0 g/L、0.2 g/L、0.4 g/L、0.6 g/L、0.8 g/L、1 g/L的条件下,煤粉活性污泥对各污染物的去除效果更佳,最佳煤粉投加量为0.4 g/L。对于实际污水,普通活性污泥系统和投加量为0.4 g/L的煤粉活性污泥系统的COD平均去除率分别为90.78%和93.99%、氨氮平均去除率分别为71.04%和97.88%、总氮平均去除率分别为53.19%和60.21%、总磷平均去除率分别为90.98%和96.61%。(3)对于普通活性污泥系统和投加量为0.4 g/L的煤粉活性污泥系统,在一个曝气时间为4h的硝化周期中,每30分钟取样测试的结果表明,对比普通活性污泥系统,煤粉活性污泥系统中的COD、氨氮、总氮和总磷等污染指标下降的更快。(4)煤粉粒径对人工配水和实际污水处理效果的影响试验结果表明,在煤粉粒径分别为60-80目、80-100目、100-120目、120-140目以及大于140目的条件下,煤粉活性污泥对各污染指标的总体处理效果随着粒径的减小逐渐提高,在煤粉粒径降至100-120目时处理效果开始稳定,因此,在本试验条件下,选择粒径为100-120目的煤粉比较合适。(5)普通污泥和煤粉污泥热值和燃烧特性研究表明,随着煤粉投加量的增加,污泥热值和燃烧临界含水率均逐渐提高,当煤粉投加量为0 g/L、0.2 g/L、0.4 g/L、0.6 g/L、0.8 g/L、1 g/L时,其热值分别为15890.448 kJ/kg、18798.644 kJ/kg、19184.962 kJ/kg、20218.451 kJ/kg、20509.895 kJ/kg、20622.710 kJ/kg,燃烧临界含水率分别为67.03%、71.51%、72.02%、73.29%、73.62%、73.75%。在燃烧特性方面,煤粉污泥的最大失重量均大于普通污泥,但最大燃尽温度相差不大,在燃烧过程的不同阶段下,随煤粉投加量的改变,煤粉污泥和文献中传统掺入煤粉的污泥焚烧失重变化趋势一致,煤粉污泥整体焚烧情况比普通污泥更好。(6)根据煤粉活性污泥系统处理污水实验和煤粉污泥的燃烧特性实验结果,以煤粉为载体的煤粉活性污泥系统,即可以提高污水处理效果,又可以改善污泥燃烧特性,这为污水处理和污泥处理提供了新思路和新方法。