礦物基多孔生物載體材料的制備及其水處理應(yīng)用.pdf

1、本文以廉價(jià)易得的天然凹凸棒石粘土、針鐵礦為主要原料，以鋸末為成孔劑，水玻璃為粘結(jié)劑，在空氣氣氛下煅燒，分別制備出具有高生物負(fù)載量和對(duì)磷具有強(qiáng)烈親和性和高吸附容量的復(fù)合填料-鐵氧化物多孔陶粒(IPC)和凹凸棒石基多孔陶粒(PC)，利用多孔陶粒的抗壓強(qiáng)度作為評(píng)價(jià)多孔陶粒質(zhì)量的指標(biāo)，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)來(lái)確定各因素的變化范圍為:鋸末加入量20％-40％，凹凸棒石加入量50％-70％，煅燒時(shí)間1-3h，煅燒溫度500-700℃，并通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化出多

2、孔陶粒的煅燒工藝和物料配比。結(jié)果表明:凹凸棒石粘土加入量為50wt％GT、鋸末加入量為20wt％GT、煅燒溫度為700℃、煅燒時(shí)間為3h。凹凸棒石粘土加入量為70wt％、鋸末加入量為20wt％、水玻璃12wt％，煅燒溫度為700℃、煅燒時(shí)間為3h。所獲得的IPC和PC項(xiàng)目指標(biāo)均符合或者高于《人工陶粒的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》。并通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)，偏光顯微鏡(PM)，和Miro-CT等技術(shù)來(lái)表征多孔陶?？捉Y(jié)構(gòu)特征及其特性。結(jié)果表明:IPC材

3、料的孔連通性好，大孔孔徑10-20μm，抗壓強(qiáng)度達(dá)到51-78N，比表面積為79m2/g，是一種以開放空隙為主的多孔生物陶粒。由于其發(fā)達(dá)的多孔結(jié)構(gòu)，微生物可以通過(guò)IPC開放性孔隙深入IPC內(nèi)部附著生長(zhǎng)，提高微生物生物膜層的可滲透能力，提高污染物的去除率。在相同尺寸的曝氣生物濾池(BAF)中，分別裝入自制的IPC、PC和市售陶粒(CAC)三種不同的填料處理模擬生活污水，進(jìn)行了對(duì)比研究，并通過(guò)調(diào)整不同工藝運(yùn)行參數(shù)，摸索BAF運(yùn)行水力停留時(shí)間

4、(HRT)和氣水比(A/W)等關(guān)鍵的工藝運(yùn)行參數(shù)對(duì)污染物去除效果的影響，指出在HRT為7小時(shí)，A/W3∶1的條件下，對(duì)氮磷的處理效果優(yōu)于CACBAF和PCBAF。IPCBAF能夠同時(shí)完成硝化和反硝化，并且實(shí)現(xiàn)了高效的同步脫氮除磷。優(yōu)化了IPCBAF工程運(yùn)行參數(shù)，構(gòu)建了IPCBAF運(yùn)行系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得IPCBAF設(shè)計(jì)必須的技術(shù)參數(shù)。實(shí)現(xiàn)了從材料制備方法、廢水深度處理工藝，到過(guò)程控制，設(shè)備構(gòu)筑物設(shè)計(jì)的系統(tǒng)化集成。微生物在BAF運(yùn)行中起到關(guān)