新型免烧陶粒的制备及其对生活污水处理的研究

【摘要】：本论文以粉煤灰、水泥为主要原料,以膨胀珍珠岩为轻质材料,以生石灰和石膏为激发剂、以水玻璃为粘结剂,并加入使其比表面积大大提高的有机高分子成孔剂,通过蒸养方式制备了具有高比表面积的新型免烧陶粒,并研究了原料的最佳配比与工艺条件。将新型免烧陶粒和普通陶粒应用于曝气生物滤池(BAF)中,进行生活污水处理的对比实验,比较了两种陶粒的性能。 通过单因素分析和正交实验,确定了新型免烧陶粒的最佳制备配方为:粉煤灰71%、水泥10%、激发剂为10%、轻质材料7%、有机高分子成孔剂2%,另外每l00g原料用水35ml,水玻璃10g。在选定粉煤灰、水泥、水玻璃的条件下,对激发剂、轻质材料、有机高分子成孔剂进行正交实验。结果表明,对新型免烧陶粒的综合指标影响大小顺序为:成孔剂激发剂轻质材料。 新型免烧陶粒的最佳制备工艺条件为:在室温25℃左右放置1h,再移入烘箱100℃温度下烘2h,最后移入压力蒸汽灭菌器内,以100℃进行恒温养护10h。新型免烧陶粒理化性能检测和电镜照片显示,其比表面积12.74m~2/g是普通陶粒比表面积的3.10倍、抗压强度3.99MPa、堆积密度0.69g/cm~3。 将新型免烧陶粒和普通陶粒分别应用于曝气生物滤池进行生活污水处理的对比实验,实验结果表明最佳工艺条件为:气水比为3:1,水力负荷0.8m~3/(m~2·h),水力停留时间为0.75h。采用新的挂膜方式,在挂膜第6天,两曝气生物滤池COD去除率为84%(新型免烧陶粒)、79%(普通陶粒);NH_3-N去除率为89.4%(新型免烧陶粒)、87.2%(普通陶粒),说明两曝气生物滤池均完成挂膜。 曝气生物滤池正常运行的结果表明,曝气生物滤池对COD的最高去除率为88.5%(新型免烧陶粒)和82.9%(普通陶粒);对NH_3-N的去除率分别为97.2%(新型免烧陶粒)和93.6%(普通陶粒)。实验结果表明,新型免烧陶粒对COD和NH_3-N的去除情况均比普通陶粒略好。 曝气生物滤池正常运行实验结果表明,COD去除率在滤料层0-400mm段效率最高;NH_3-N去除率在400-800mm段效率最高;实验在第7天进行反冲洗。 【关键词】：新型免烧陶粒 有机高分子成孔剂 曝气生物滤池 生活污水
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 引言10-11
• 1.2 污水处理的现状及主要工艺11-13
• 1.2.1 污水的产生及分类11
• 1.2.2 我国污水处理的现状11-12
• 1.2.3 国外污水处理的现状12
• 1.2.4 污水处理的主要工艺方法12-13
• 1.3 曝气生物滤池(BAF)13-17
• 1.3.1 曝气生物滤池的产生和发展13-14
• 1.3.2 曝气生物滤池在国内外的应用现状14-16
• 1.3.3 曝气生物滤池滤料的研究发展16-17
• 1.4 粉煤灰陶粒滤料的研究17-18
• 1.4.1 粉煤灰陶粒的烧结工艺17-18
• 1.4.2 粉煤灰陶粒的免烧工艺18
• 1.5 本论文的研究目的、内容18-20
• 1.5.1 本论文的研究目的18-19
• 1.5.2 本论文的研究内容19-20
• 第2章 新型免烧陶粒的制备实验20-41
• 2.1 实验材料20-21
• 2.2 实验仪器与设备21-22
• 2.3 实验原理及制备工艺22-24
• 2.3.1 新型免烧陶粒制备的实验原理22-23
• 2.3.2 新型免烧陶粒的制备工艺23-24
• 2.4 实验内容和结果分析24-39
• 2.4.1 新型免烧陶粒的制备步骤24
• 2.4.2 水的添加量对新型免烧陶粒性能的影响24-26
• 2.4.3 粉煤灰与水泥的配比对新型免烧陶粒性能的影响26-27
• 2.4.4 水玻璃的添加量对新型免烧陶粒性能的影响27-29
• 2.4.5 轻质材料对新型免烧陶粒性能的影响29-30
• 2.4.6 激发剂的添加量对新型免烧陶粒性能的影响30-33
• 2.4.7 成孔剂的添加量对新型免烧陶粒性能的影响33-34
• 2.4.8 正交实验34-35
• 2.4.9 蒸汽恒温养护时间的确定35-36
• 2.4.10 新型免烧陶粒理化性能测定36-38
• 2.4.11 新型免烧陶粒表观性状与微观结构38-39
• 2.5 本章小结39-41
• 第3章 新型免烧陶粒在BAF 中应用研究41-60
• 3.1 实验装置与方法41-43
• 3.1.1 实验装置41-42
• 3.1.2 实验仪器42-43
• 3.1.3 测试项目与方法43
• 3.2 挂膜及过滤试验过程43-46
• 3.2.1 试验准备工作43
• 3.2.2 试验过程43-46
• 3.3 正常运行的结果与分析46-58
• 3.3.1 气水比对污染物去除效果的影响47-51
• 3.3.2 水力负荷对污染物去除效果的影响51-54
• 3.3.3 不同滤料高度对污染物去除效果的影响54-57
• 3.3.4 曝气生物滤池的反冲洗57-58
• 3.4 本章小结58-60
• 第4章 结论60-62
• 4.1 结论60-61
• 4.2 实验存在的问题61-62
• 参考文献62-67
• 附录67-68

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