建筑废弃物在污水处理领域的研究与应用

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2022-0963

摘要/Abstract

摘要：

建筑废弃物产量大，现有技术模式下资源化利用水平较低，应当寻求新的资源化利用途径。建筑废弃物可通过物理、化学和生物过程去除水体中的污染物，具备在污水处理领域进行资源化利用的潜力。综述了建筑废弃物的种类和性质，并根据其性质不同分为水泥基建筑废弃物和非水泥基建筑废弃物，其中水泥基建筑废弃物可利用水泥水化形成的氢氧化钙和钙矾石高效稳定地去除污水中的磷、氟、含氧酸盐与重金属离子，而非水泥基建筑废弃物则可作为填料与微生物、湿地植物等协同去除污水中的悬浮物、有机物与氮磷，对建筑废弃物在污水处理中的研究和应用进行了归纳总结，指出了相关研究在实际工程应用、处理成本及能耗、研究应用领域和机理机制研究方面的不足，并展望了建筑废弃物资源化利用未来的发展方向，以期加速已有技术工程验证、研发新处理技术、拓宽技术应用领域并深化微观机理研究。

关键词: 建筑废弃物, 污水处理, 钙矾石, 羟基磷灰石, 人工湿地

Abstract:

The production of construction waste is substantial，yet the current level of resource utilization within the existing technical model remains inadequate，necessitating the exploration of novel approaches to resource utilization. Construction waste possesses the potential for removing pollutants from water bodies through physical，chemical，and biological processes and can be effectively utilized in sewage treatment. The types and characteristics of construction wastes were summarized， and according to their different properties， they were categorized into cement-based and non-cement-based forms. Cement-based construction waste could efficiently and consistently eliminate phosphorus，fluorine，oxate，and heavy metal ions from wastewater by employing calcium hydroxide and ettringite generated during cement hydration. Conversely，non-cement-based construction waste could serve as a filler that collaboratively removed suspended matter，organic matter，nitrogen，and phosphorus in wastewater alongside microorganisms and wetland plants. It provided an overview of research on the application of construction waste in sewage treatment while highlighting deficiencies in practical engineering implementation，treatment cost optimization，energy consumption reduction measures as well as areas requiring further investigation such as research application fields and mechanism studies. Furthermore，future development directions for construction waste were proposed to expedite engineering validation of existing technologies，develop suitable treatment methodologies，expand technology applications and deepen microscopic mechanism investigations.

Key words: construction wastes, sewage treatment, ettringite, hydroxyapatite, constructed wetlands

中图分类号:

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https://www.iwt.cn/CN/Y2023/V43/I12/46

图/表 3

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材料	污染物	粒径/mm	投加量/（g·L^-1）	进水污染物质量浓度/（mg·L^-1）	停留时间/h	污染物去除率/%	文献
混凝土	磷	<0.1	10	50~1 600	24	45~99	〔19〕
混凝土	硼	<0.2	10~67	10~300	25	15~78	〔24〕
加气混凝土	磷	20~50		1.2		70	〔25〕
混凝土泥浆	铅		1	500	4	99	〔26〕
	磷	<0.11	2	100	4	90	〔27〕
	硼	<0.11	30	100	24	96	〔28〕
	硼、氟	<0.11	30	硼100、氟300	4	硼93、氟98	〔29〕
	硼、氟、铬		30	硼100、氟300、铬180	4	硼93、氟95、铬99	〔30〕
	砷	0.05~0.11	4	10	24	90	〔31〕
	磷		1	89	1	97	〔32〕
	铜、铅、锌	<0.03	10	100	24	铜98、铅99、锌95	〔11〕
	磷	<1	1~25	20~950	4	72~99	〔33〕
建筑废弃物泥浆	磷		1~25	130	8	80~99	〔12〕
水泥浆	氟、磷、硝酸盐	1~2		氟407、磷1 017、硝酸盐337		氟99、磷98、硝酸盐98	〔22〕
水泥基砂浆	磷	<0.45	50	10~1 000	24	80~95	〔34〕
水泥基砂浆	磷	5~10		1~10	3	约17	〔35〕

材料	污染物	粒径/mm	投加量/（g·L^-1）	进水污染物质量浓度/（mg·L^-1）	停留时间/h	污染物去除率/%	文献
混凝土	磷	<0.1	10	50~1 600	24	45~99	〔19〕
混凝土	硼	<0.2	10~67	10~300	25	15~78	〔24〕
加气混凝土	磷	20~50		1.2		70	〔25〕
混凝土泥浆	铅		1	500	4	99	〔26〕
	磷	<0.11	2	100	4	90	〔27〕
	硼	<0.11	30	100	24	96	〔28〕
	硼、氟	<0.11	30	硼100、氟300	4	硼93、氟98	〔29〕
	硼、氟、铬		30	硼100、氟300、铬180	4	硼93、氟95、铬99	〔30〕
	砷	0.05~0.11	4	10	24	90	〔31〕
	磷		1	89	1	97	〔32〕
	铜、铅、锌	<0.03	10	100	24	铜98、铅99、锌95	〔11〕
	磷	<1	1~25	20~950	4	72~99	〔33〕
建筑废弃物泥浆	磷		1~25	130	8	80~99	〔12〕
水泥浆	氟、磷、硝酸盐	1~2		氟407、磷1 017、硝酸盐337		氟99、磷98、硝酸盐98	〔22〕
水泥基砂浆	磷	<0.45	50	10~1 000	24	80~95	〔34〕
水泥基砂浆	磷	5~10		1~10	3	约17	〔35〕

材料	污染物	进水类型	粒径/mm	研究规模	污染物去除率/%	文献
废砖、废陶	有机物、氨氮	受污染河水	20~40	中试或工程应用	COD 40，NH₄ ⁺-N 56	〔6〕
废砖	氯化物、磷、硝酸盐	配制溶液	<0.71	小试	氯化物32、磷酸盐32、硝酸盐33	〔74〕
	磷、氨氮、颜料	配制溶液	0.5~1	小试	磷84、NH₄ ⁺-N 27、亚甲基蓝98	〔36〕
	有机物、悬浮物、氮、磷	工业废水	0.5~1	中试或工程应用	COD 83、SS 95、NH₄ ⁺-N 81、TN 80、磷89	〔20〕
	氮、磷	模拟生活污水	35~40	中试或工程应用	NH₄ ⁺-N 70、磷46	〔21〕
	磷	模拟生活污水	1~5	小试	60	〔37〕
粉煤灰砖，红砖	有机物、氮、磷	模拟生活污水	20~30	小试	COD 73、红砖NH₄ ⁺-N 14、TN 16、磷69；粉煤灰砖NH₄ ⁺-N 53、TN 53、磷94	〔13〕
粉煤灰砌块	有机物、氨氮、磷	生活污水	3~20	中试或工程应用	COD 40、NH₄ ⁺-N 84、磷99	〔18〕
粉煤灰砌块	磷	生活污水		中试或工程应用	99	〔38〕

材料	污染物	进水类型	粒径/mm	研究规模	污染物去除率/%	文献
废砖、废陶	有机物、氨氮	受污染河水	20~40	中试或工程应用	COD 40，NH₄ ⁺-N 56	〔6〕
废砖	氯化物、磷、硝酸盐	配制溶液	<0.71	小试	氯化物32、磷酸盐32、硝酸盐33	〔74〕
	磷、氨氮、颜料	配制溶液	0.5~1	小试	磷84、NH₄ ⁺-N 27、亚甲基蓝98	〔36〕
	有机物、悬浮物、氮、磷	工业废水	0.5~1	中试或工程应用	COD 83、SS 95、NH₄ ⁺-N 81、TN 80、磷89	〔20〕
	氮、磷	模拟生活污水	35~40	中试或工程应用	NH₄ ⁺-N 70、磷46	〔21〕
	磷	模拟生活污水	1~5	小试	60	〔37〕
粉煤灰砖，红砖	有机物、氮、磷	模拟生活污水	20~30	小试	COD 73、红砖NH₄ ⁺-N 14、TN 16、磷69；粉煤灰砖NH₄ ⁺-N 53、TN 53、磷94	〔13〕
粉煤灰砌块	有机物、氨氮、磷	生活污水	3~20	中试或工程应用	COD 40、NH₄ ⁺-N 84、磷99	〔18〕
粉煤灰砌块	磷	生活污水		中试或工程应用	99	〔38〕

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