利用黄河淤沙制备水处理填料的研究

摘要

黄河淤沙具有存量大、处理难的特点。本文以黄河淤沙为主要原料制备新型水处理填料，研究填料的最佳制备工艺条件，并将该新型水处理填料应用于曝气生物滤池(BAF)处理医院废水，测试该新型水处理填料的实际废水处理能力。
　　 黄河淤沙水处理填料的最佳制备工艺条件为:黄河淤沙添加量为75g，32.5R水泥添加量为25g，硅酸钠添加百分数为8％，自然养护时间5d。在最佳制备条件下制作的黄河淤沙水处理填料具有较大的比表面积和空隙率，以及低的堆积密度和表观密度。通过扫描电镜(SEM)观察发现填料表面粗糙，孔隙较多，有利于生物膜的附着生长。
　　 将自制的填料应用于曝气生物滤池进行医院废水处理研究，其结论如下:
　　 采用复合挂膜法进行挂膜启动，6d后曝气生物滤池的COD去除率就达到60％以上，12d后曝气生物滤池COD和NH3-N去除率达到87％以上。
　　 对曝气生物滤池反冲洗恢复能力进行研究，曝气生物滤池反冲洗1d后，其处理效率便能达到反冲洗前的水平。
　　 不同水力停留时间(HRT)对BAF中污染物去除效果的研究表明:在气水比(A/L)相同的情况下，停留时间越长，曝气生物滤池对COD和NH3-N的去除率越高。
　　 不同气水比(A/L)对BAF中污染物去除效果的研究表明:在不同水力停留时间(HRT)相同的条件下，气水比(A/L)越大，曝气生物滤池对COD和NH3-N的去除率越高。考虑到处理效果以及运行成本等因素，研究确定了废水处理的优化运行参数为:HRT为6h，气水比为5∶1。
　　 在优化条件下，研究填料高度下对BAF中污染物去除效果的影响。随着曝气生物滤池中填料层高度的增加，COD和NH3-N的平均去除率持续的上升，且上升的速度逐渐变小。填料层0～48cm段是COD和NH3-N去除的主要区域，去除率接近70％。填料层为80cm时，COD和NH3-N平均去除率能够达到87％以上。
　　 利用黄河淤沙水处理填料处理医院废水体现了资源循环的理念，丰富了水处理填料的品种和水处理填料制备的理论内容，为医院废水的实际处理提供了一定的技术指导。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 本课题的目的和意义

1．1．1 研究目的

1．1．2 本课题的意义

1．2 黄河淤沙资源化的研究进展

1．2．1 黄河泥沙的简介

1．2．2 黄河淤沙综合利用的现状和展望

1．3 医院废水的产生及处理现状

1．3．1 医院废水的来源及特点

1．3．2 医院废水的处理方法

1．3．3 山东大学第二医院废水水质

1．4 曝气生物滤池及其填料的研究进展

1．4．1 曝气生物滤池的简介

1．4．2 曝气生物滤池的工艺特点

1．4．3 曝气生物滤池对填料的基本要求

1．4．4 曝气生物滤池填料的研究进展

1．5 本课题的研究内容及创新点

1．5．1 研究内容

1．5．2 本课题的创新点

第二章 实验仪器、材料与分析方法

2．1 实验仪器

2．2 实验材料

2．3 实验分析方法

2．3．1 填料性能表征及方法

2．3．2 水质监测项目分析方法

第三章 黄河淤沙制备水处理填料的研究

3．1 工艺流程

3．2 原料和养护方式的选择

3．2．1 胶凝材料的选择

3．2．2 添加剂的选择

3．2．3 养护方式的选择

3．3 工艺条件的研究

3．3．1 评价指标的选择

3．3．2 单因素试验设计与结果分析

3．3．3 正交试验设计与结果分析

3．4 黄河淤沙水处理填料的性能测试

3．4．1 理化性能检测

3．4．2 结构分析

3．5 机理分析

3．6 本章小结

第四章 曝气生物滤池处理医院废水的研究

4．1 实验装置、材料与方法

4．1．1 实验装置

4．1．2 实验用水及处理要求

4．1．3 反冲洗参数的确定

4．2 实验内容

4．3 实验结果与分析

4．3．1 启动与挂膜

4．3．2 反冲洗后BAF恢复能力的研究

4．3．3 不同HRT对BAF中污染物去除效果的影响

4．3．4 不同气水比(A/L)对BAF中污染物去除效果的影响

4．3．5 填料层高度对BAF中COD和NH3-N效果的影响

4．4 本章小结

第五章 黄河淤沙制备水处理填料处理医院废水的效益分析

5．1 循环经济与资源化

5．2 效益分析

5．2．1 经济效益

5．2．2 环境效益

5．2．3 社会效益

5．3 曝气生物滤池成本核算

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间获得成果

学位论文评阅及答辩情况表