粉煤灰夹芯陶粒的制备及其在生物滴滤塔反硝化法净化NO废气的应用研究

摘要

以粉煤灰为原料制备粉煤灰夹芯陶粒，并将其应用于净化NO废气的研究中，不仅能减少过量的粉煤灰堆积对环境造成的影响，而且能使因工业废气排放造成的大气污染情况得到好转。
　　 粉煤灰夹芯陶粒制备实验以粉煤灰、水泥为主要原料，以塑料泡沫粒做内芯，以石灰和石膏做激发剂，以水玻璃做粘结剂，以FeCl3·6H2O做表面改性剂，掺入轻质材料，经搅拌、成型、自然养护等工艺，能够得到一种比表面积大、孔隙率高、高强度的免烧结粉煤灰夹芯陶粒。通过实验分析粘结剂、激发剂、表面改性剂等添加量对粉煤灰夹芯陶粒性能的影响，并通过正交实验确定制备粉煤灰夹芯陶粒的工艺配方和工艺条件，工艺配方为粉煤灰75％、水泥10％、激发剂为8％、轻质材料7％，另外，每100g原料用水35ml、用改性剂为5ml、浓度2mol/l的水玻璃为10g；对粉煤灰夹芯陶粒的性能进行了测定和分析，结果显示：比表面积4.12m2/g、孔隙率52.5％、耐静压强度3.87kg；外观性状和电镜扫描表明粉煤灰夹芯陶粒直径为5～8mm，表面粗糙，内部气孔发达。
　　 在生物滴滤塔中进行了粉煤灰夹芯陶粒的挂膜，电镜扫描表明粉煤灰夹芯陶粒表面和内部均有大量微生物附着，利用反硝化法净化模拟的NO废气，研究了碳源、进气流量、进气浓度、喷淋液量及氧气体积含量对去除效果的影响。结果表明：甲醇比乙醇和葡萄糖更适宜做反硝化法去除NO的碳源；NO废气的进气流量越小、进气浓度越低，去除效果越好；在实验参数范围内，喷淋液的流量对NO的去除效果影响不显著；为保证较高的去除效率，氧气体积含量应控制在6％以下。在进气量Q=0.2m3/h、喷淋液量L=10ml/min、NO的进口浓度稳定在400mg/m3、氧气体积含量在4％以下时，NO的去除效率达到了82％以上。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 粉煤灰不当处置对环境的影响

1.3 含氮氧化物对环境的影响

1.4 本论文研究的目的、内容

1.4.1 研究目的

1.4.2 研究内容

第2章 陶粒填料及生物法处理NOx的研究进展

2.1 陶粒填料的研究进展

2.1.1 生物反应填料的开发研究

2.1.2 陶粒填料的开发研究

2.1.3 粉煤灰陶粒填料的开发研究

2.1.4 粉煤灰免烧结陶粒填料的开发研究

2.1.5 粉煤灰夹芯陶粒填料的开发研究

2.1.6 轻质填料结构和性能的理论研究

2.1.7 表面改性填料结构和性能的理论研究

2.2 生物法净化NOx的研究进展

2.2.1 生物法净化NOx的原理

2.2.2 NOx治理的研究现状

2.2.3 生物法净化NOx研究进展

2.2.4 生物滴滤塔工艺

第3章 粉煤灰夹芯陶粒的制备实验

3.1 实验原料

3.2 实验仪器与设备

3.3 实验原理及制备工艺

3.3.1 实验原理

3.3.2 粉煤灰夹芯陶粒的制备工艺

3.4 实验内容与结果分析

3.4.1 粉煤灰夹芯陶粒的制备步骤

3.4.2 含水率对粉煤灰夹芯陶粒性能的影响

3.4.3 水泥对粉煤灰夹芯陶粒性能的影响

3.4.4 水玻璃对粉煤灰夹芯陶粒性能的影响

3.4.5 轻质材料对粉煤灰夹芯陶粒性能的影响

3.4.6 激发剂对粉煤灰夹芯陶粒性能的影响

3.4.7 表面改性剂对粉煤灰夹芯陶粒性能的影响

3.4.8 正交实验

3.4.9 轻质陶瓷球滤料的性能指标测试

3.4.10 粉煤灰夹芯陶粒的表观性状和微观结构测试

3.5 本章小结

第4章 粉煤灰夹芯陶粒在生物滴滤塔反硝化法净化NO废气的应用实验研究

4.1 反硝化菌处理NO气体的原理

4.2 实验装置和工艺流程

4.3 实验条件

4.4 实验仪器

4.5 微生物的驯化及生物滴滤塔的挂膜

4.6 实验结果与讨论

4.6.1 碳源选择对去除负荷的影响

4.6.2 气体流量、入口浓度对去除效率的影响

4.6.3 液体喷淋量对去除效率的影响

4.6.4 氧气含量对去除效率的影响

4.7 本章小节

第5章 粉煤灰夹芯陶粒的效益分析

5.1 经济效益

5.2 社会效益

5.3 环境效益

第6章 结论

6.1 结论

6.2 存在的问题

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢