粉煤灰微孔填料的研制及其在高含盐废水处理中的应用试验研究

摘要

生物触氧化法使用灵活、效果稳定，常用于废水的生物处理。优质填料的开发、选择和应用是接触氧化法研究的核心内容。粉煤灰是一种工业废渣，具有较大的比表面积；将其制作成填料，可以为其资源化提供新的途径。　　(1)研究表明，用85％粉煤灰、10％碳酸钙、5％碳酸钠和一定量自制发泡剂在1150℃烧结，可以得到空隙率为0.71、吸水率为1.02、比表面积108.5×103m2·m-3等物理性能良好的微孔性填料。　　采用自制粉煤灰微孔填料、自制微孔玻璃填料和炉渣填料在高盐度环境下处理苯酚的试验结果表明：　　(2)盐度突然升高到3％会使SBBR(SequenceBiofilmBatchReactor)系统A(粉煤灰微孔填料)、B(微孔玻璃填料)以及SBR系统C的苯酚去除率分别下降68％、74％和87％；但短时间内三种系统都能恢复到加盐前的处理水平。以苯酚降解速率变化为依据，A系统的抗盐度冲击能力比B系统和C系统分别高出2％～7％和6％～67％。　　(3)在盐度0～15％下，A、B、C三种反应器中，苯酚生物降解均为0级反应，适当延长HRT可以使苯酚完全去除。在盐度15％时投加4倍的磷酸盐缓冲液可以使系统的苯酚去除速率提高150％。　　(4)盐度突然升高到3％会使ABF(AeratedBiologicalFilter)系统D(粉煤灰微孔填料)、E(炉渣填料)的苯酚去除率下降31％和34％，但远好于SBR系统C(59％)；短时间内两个系统都能恢复到加盐前的处理水平。　　(5)在使用微孔填料的ABF中，苯酚的去除符合基质抑制型Haldane方程。盐度超过11％，会使苯酚降解出现明显的自身抑制情况。　　粉煤灰微孔填料的研制为提高粉煤灰资源化利用的技术含量提供一条新的途径，同时也为一些极端环境下的废水生物处理提供一种廉价但性能优越的解决方案。

目录

文摘

英文文摘

第一章课题的目的、意义与主要研究内容

1.1废水生物处理方法的发展

1.2生物接触氧化法的发展

1.3填料的开发与应用

1.3.1常见填料的性质及分类

1.3.2常见填料的性能与特点

1.4粉煤灰在废水处理中的应用

1.4.1粉煤灰及其改性产物的性质

1.4.2粉煤灰及其改性产物的应用

1.4.3利用粉煤灰开发填料的研究

1.5高含盐废水处理的研究进展

1.6本研究的目的和意义

1.7本研究的主要内容

第二章课题的试验内容、方法与试验设计

2.1主要实验仪器

2.2分析指标及主要分析方法

2.2.1微孔性填料的物化性质评价指标

2.2.2微孔填料水处理性能评价中的主要分析指标

2.3粉煤灰微孔填料研制的试验研究

2.3.1以水泥为粘合剂制作粉煤灰微孔填料

2.3.2以碳酸钠为粘合剂制作粉煤灰微孔填料

2.4粉煤灰微孔填料水处理性能研究的试验设计

2.4.1模拟废水的组成

2.4.2微生物的获取与驯化

2.4.3使用SBBR反应器在盐度为0时处理葡萄糖废水试验

2.4.4对高含盐苯酚废水的处理试验

2.5 15％盐度下微生物的营养需求实验

2.6本章小结

第三章实验结果和讨论

3.1粉煤灰微孔填料的研制

3.1.1以水泥为粘合剂制作粉煤灰微孔填料

3.1.2以碳酸钠为粘合剂制作粉煤灰微孔填料

3.1.3粉煤灰微孔填料的物化性质

3.1.4小结

3.2使用SBBR反应器在盐度为0时处理葡萄糖废水的试验结果

3.2.1去除率和挂膜效果比较

3.2.2动力学比较

3.2.3小结

3.3 SBBR和SBR系统对高含盐苯酚废水的生物处理研究结果

3.3.1盐度升高对A、B、C三个系统苯酚去除率的影响

3.3.2盐度升高对A、B、C三个系统出水浊度的影响

3.3.3苯酚降解动力学

3.3.4盐度升高对苯酚降解速率的影响

3.3.5小结

3.4使用ABF反应器处理含盐苯酚废水的试验结果及其与SBR的比较

3.4.1常见动力学模型

3.4.2动力学模型的选择

3.4.3基于动力学的比较(系统C、D、E)

3.4.4基于冲击抑制率的比较结果

3.4.5 D、E系统与C系统抗盐度冲击的比较

3.4.6小结

3.5 15％盐度下微生物的营养需求试验结果

3.5.1摇床试验结果

3.5.2投加营养物质对A系统的影响

3.5.3小结

3.6本章小结

第四章结论与建议

4.1试验结论

4.2进一步研究的建议

参考文献

致谢

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