生物碳質(zhì)填料制備及掛膜性能初步研究.pdf

1、生物膜填料是生物膜法的關(guān)鍵。近年來，高性能、價廉的填料一直是研究者們研究的重點。本文以農(nóng)業(yè)廢棄物花生殼為原料，采用熱解技術(shù)將其制備成生物碳質(zhì)生物膜填料，研究了主要操作條件（熱解時間和熱解溫度）對生物碳質(zhì)填料理化性能的影響；并通過掛膜試驗，對比了該填料與商品陶粒的掛膜效果和污水處理效果（即掛膜量、微生物相、COD和NH4-N的去除率方面）。經(jīng)過試驗研究，本論文得到以下結(jié)論：
　　 1）生物碳質(zhì)的產(chǎn)率隨著熱解溫度的升高而降低，灰分含

2、量隨著熱解溫度的升高而增加；在相同熱解終溫的條件下，生物碳質(zhì)的產(chǎn)率隨著熱解時間的延長而降低，灰分隨著熱解時間的延長而減少。
　　 2）生物碳質(zhì)的碳元素百分含量隨著熱解溫度升高而升高，相應的氫、氮、硫元素的百分含量則降低。隨著熱解時間的延長，四種元素均呈下降趨勢。
　　 3）生物碳質(zhì)的FTIR 譜圖表明，當熱解溫度升高時，結(jié)合水的脫離，纖維素開始分解。繼續(xù)升溫，熱解溫度為500℃-700℃時，木質(zhì)素開始大量分解；四種生物碳

3、質(zhì)均含有羧基、胺基、亞胺基、酰胺類等基團，以上這些基團均為有利于微生物的黏附和增殖的基團。這也是生物碳質(zhì)作為生物膜填料較其它無機、部分有機填料具有的優(yōu)點。
　　 4）生物碳質(zhì)的比表面積、總孔容隨著熱解溫度升高而增加；隨著熱解時間的延長而增加；平均孔徑隨著熱解溫度的升高(300℃～500℃)而減小。而與較高熱解溫度（≥500℃）下制備的填料相比，商場購得陶粒的比表面積、孔容都相對很小。
　　 5）隨著熱解溫度的增加、熱解時

4、間的延長，生物碳質(zhì)填料的吸水率升高，親水性增加，PC700-3 親水性能最好；而相對來說，生物碳質(zhì)的機械強度均不好。陶粒親水性相對很差，吸水率僅為0.98％。
　　 6）生物碳質(zhì)本身對COD、NH4-N、NO3-、NO2-、PO43-有較好的吸附性能。而且，其吸附性能的強弱隨著熱解條件的不同而不同，主要表現(xiàn)為：PC300-1＜
　　 PC500-1＜PC700-1＜PC700-3。生物碳質(zhì)的吸附性能不同主要取決于生物碳質(zhì)

5、的化學基團的組成與表面結(jié)構(gòu)等。生物碳質(zhì)填料的吸附性能對生物膜填料更快的掛膜有促進作用。
　　 7）對四種生物碳質(zhì)填料和普通陶粒填料的進行掛膜對比實驗，結(jié)果表明：四種生物碳質(zhì)填料在相同時間內(nèi)的掛膜量與微生物相的豐富度優(yōu)于普通陶粒填料，其中以PC700-1和PC700-3的掛膜效果最好。
　　 8）對四種生物碳質(zhì)填料和普通陶粒填料的污染物去除效果研究表明：四種生物碳質(zhì)填料對COD、NH4-N 均有較好的去除效果。對COD 有