新型水处理填料的研制及其应用研究

论文摘要

高炉瓦斯灰（BFD）作为宝贵的金属二次资源,近年来虽然得到了一定的应用,但还是存在综合利用程度不高、产业化程度低等问题。本论文以高炉瓦斯灰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与陶粒填料应用于曝气生物滤池中,进行啤酒废水处理的对比试验,比较两种填料的性能。高炉瓦斯灰制备新型水处理填料的最佳制备工艺条件为:高炉瓦斯灰添加量为150g,粘土添加百分数为15%,硅酸钠添加百分数为6%,烧制温度为600℃。四个因素对高炉瓦斯灰填料的综合指标影响大小顺序为:高炉瓦斯灰添加量＞烧制温度＞粘土添加量＞硅酸钠添加量。将两种填料应用于曝气生物滤池进行啤酒废水处理对比实验,运行10～14d,两反应器COD去除率稳定在85%～92%,NH3-N去除率稳定在84%～91%,说明挂膜完成,启动工作良好;在不同的水力停留时间下,BAF2反应器比BAF1反应器对COD、NH3-N去除率略高;在相同的气水比条件下,HRT越大,COD和NH3-N的去除效果越好,但不能无限制的延长水力停留时间;水力停留时间相同时,在不同的气水比下BAF2反应器比BAF1反应器对COD和NH3-N去除率略高;在水力停留时间一定的条件下,气水比越大,反应器对COD和NH3-N的去除效果就越好;不同填料高度下对曝气生物滤池去除污染物规律的研究发现:COD去除率在填料层0～40cm段增幅很快,在40～100cm段变化比较缓慢;填料层40～80cm段是NH3-N去除的主要区域,0～40cm段NH3-N去除率为46%,在80cm时NH3-N去除率达到90%。BAF2反应器对COD和NH3-N的去除情况比BAF1反应器稍好,说明高炉瓦斯灰填料在废水处理中比陶粒填料性能要好,因为高炉瓦斯灰填料较陶粒填料具有更大的比表面,表面更粗糙,空隙率高,更适合生物膜生长和繁殖。采用高炉瓦斯灰水处理填料作为曝气生物滤池生物膜载体,用于啤酒废水的处理,以废治废,综合利用,体现了循环经济的理念。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外高炉瓦斯灰综合利用的现状和展望
• 1.1.1 国内外高炉瓦斯灰综合利用的现状
• 1.1.2 高炉瓦斯灰综合利用展望
• 1.2 曝气生物滤池填料的国内外研究进展
• 1.2.1 国内外研究进展综述
• 1.2.2 国内外研究综述评价
• 1.3 曝气生物滤池简介
• 1.3.1 曝气生物滤池的产生和发展
• 1.3.2 曝气生物滤池的工作原理和特点
• 1.3.3 曝气生物滤池研究展望
• 1.4 本课题的提出、意义和研究内容
• 1.4.1 本课题的提出
• 1.4.2 本课题的意义
• 1.4.3 本课题的研究内容和创新点
• 第二章 实验材料与分析方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 实验仪器
• 2.1.2 实验原料
• 2.1.3 废水水质
• 2.2 分析测试方法
• 2.2.1 填料分析方法
• 2.2.2 水样分析方法
• 第三章 高炉瓦斯灰制备新型水处理填料的工艺条件研究
• 3.1 高炉瓦斯灰新型水处理填料研制的工艺流程和方案
• 3.1.1 实验的工艺流程
• 3.1.2 添加剂的选择
• 3.1.3 实验方案
• 3.2 正交试验结果及分析
• 3.2.1 正交试验结果
• 3.2.2 正交试验结果极差分析
• 3.2.3 正交试验结果分析
• 3.3 因素对高炉瓦斯灰填料性能的影响趋势分析
• 3.3.1 高炉瓦斯灰添加量对高炉瓦斯灰填料性能的影响趋势分析
• 3.3.2 粘土添加量对高炉瓦斯灰填料性能的影响趋势分析
• 3.3.3 硅酸钠添加量对高炉瓦斯灰填料性能的影响趋势分析
• 3.3.4 烧制温度对高炉瓦斯灰填料性能的影响趋势分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 两种填料曝气生物滤池处理啤酒废水对比实验
• 4.1 实验装置和实验废水
• 4.1.1 实验装置
• 4.1.2 实验用水
• 4.2 实验内容
• 4.3 实验结果及讨论
• 4.3.1 启动和挂膜阶段对比实验
• 4.3.2 不同水力停留时间（HRT）下对比实验
• 4.3.3 不同气水比下对比实验
• 4.3.4 不同填料层高度对比实验
• 4.3.5 两种填料表面及生物膜镜检情况
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 创新点
• 5.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文
• 学位论文评阅及答辩情况表