活性微孔弹性体的制备及其生物固定效应的研究

摘要

悬浮填料移动床工艺是人们在活性污泥工艺基础上改造而来的一种高效的污水处理方法，其核心部分就是在曝气池中投加比重接近水的悬浮填料作为微生物附着生长的载体。因此，研制开发作为微生物赖以栖息的新型填料成为微生物法处理废水的关键技术之一，其性能直接影响着污水的处理效果和投资费用。 本文制备了两种新型的高分子多孔载体——高发泡EVA悬浮填料和PVF泡沫填料。研究表明，用活性炭填充弹性高发泡EVA颗粒制备新型悬浮填料，当双螺杆挤出温度为185℃，交联剂过氧化二异丙苯质量分数为1％，发泡剂偶氮二甲酰氨质量分数为1.5％时，填料密度和空隙率分别达到0.85g/mL和60％。在复合式生物反应器中处理模拟生活污水，COD去除率均达80％以上，且大多都在90％～95％的范围，具有较强的抗冲击能力；溶解氧为2.0～2.2mg/L时，氨氮的去除率达75％以上；水力停留时间为5h时，附着生物量最高；污水处理效果比目前已研制开发的聚氨酯和无纺布填料的去除效果更理想。高发泡EVA悬浮填料由于其表面到内部不同溶解氧梯度，可以适于不同要求的好氧、厌氧微生物生长，因此可以发生同时硝化反硝化反应，最适宜的反应条件为溶解氧浓度为2.0～2.2mg/L，碳氮比(CODCr/NH4+-N，简写为C/N)为30。 PVF填料适宜的活性炭含量是8％，表观密度0.85g/cm3，空隙率60％，COD去除率均达80％以上，氨氮的去除率为78％以上；生物膜生长最适宜的停留时间为5h。发生SND的工艺条件为：溶解氧为2.0～2.2mg/L，C/N为20。实验证明，EVA、PVF新型填料空隙率高，比表面积大，具有很好的亲生物性，具有广泛的应用前景。

目录

文摘

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北京化工大学学位论文原创性声明

第一章文献综述

1.1 引言

1.2废水生物处理工艺技术

1.2.1废水生物处理的特点

1.2.2活性污泥法在废水处理中的应用

1.2.3生物膜法在废水处理中的应用

1.3 废水生物处理生物反应器

1.3.1生物处理反应器的类型

1.3.2好氧生物流化床反应器

1.3.3复合式反应器

1.4 填料技术在废水处理中的应用和发展

1.4.1载体填料的作用

1.4.2载体填料需具备的条件

1.4.3填料的分类和结构特点

1.5 固定化微生物技术前沿发展状况

1.5.1与活性污泥法及其它生物膜法相比

1.5.2 MBBR工艺中悬浮填料的特点

1.5.3 MBBR工艺的研究现状和应用

1.6 同时硝化反硝化工艺的研究

1.6.1 SND的机理探讨

1.7 本论文的研究内容和意义

第二章高发泡EVA悬浮填料的制备

2.1实验药品及来源

2.2实验仪器

2.3测试方法

2.4实验方法

2.4.1 工艺路线

2.4.2加工工艺

2.5配方及工艺条件

2.5.1模头设计

2.5.2螺杆型式

2.5.3螺杆转速和温度的影响

2.5.4工艺配方

2.6结果与讨论

2.7本章小结

第三章 高发泡EVA悬浮填料污水处理效果试验

3.1实验药品及来源

3.2实验装置

3.3分析方法

3.4生物膜的培养

3.5结果与讨论

3.5.1 COD的去除

3.5.2氨氮、硝氮、亚硝氮浓度的变化

3.5.3 C/N对同时硝化反硝化的影响

3.5.4水力停留时间对生物膜性质的影响

3.5.5 EVA填料应用性能比较

3.6本章小结

第四章PVF悬浮填料的制备

4.1实验药品和药品

4.2工艺流程

4.2.1制备PVF泡沫塑料的工艺流程

4.2.2反应装置

4.3聚乙烯醇缩醛化的反应机理

4.4载体制备技术

4.5载体性能参数

4.6本章小结

第五章PVF悬浮填料污水处理性能的研究

5.1 PVF悬浮填料同时硝化反硝化反应的研究

5.1.1溶解氧对同时硝化反硝化的影响

5.1.2 C/N对同时硝化反硝化的影响

5.2两种填料污水处理效果研究

5.2.1 COD的去除

5.2.2水力停留时间对生物膜性质的影响

5.3两种填料的性能对比评价

5.4本章小结

第六章 EVA悬浮填料与PVF悬浮填料污水处理性能的比较

第七章 主要结论及今后展望

7.1主要结论

7.2今后展望

第八章 参考文献

致谢

硕士期间发表论文