收藏本站
《安徽理工大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

粉煤灰生物填料的制备及应用研究

朱正国  
【摘要】:随着现代科学技术的发展,并带动工业技术的进步,导致排入水体中污染物的种类数量也随之增多,受污染的水资源越来越严重地威胁着人类的健康和生活质量。在水处理方面,任何单一的废水处理技术都不能满足越来越高的排放要求,多技术综合处理生活废水、工业废水成为当今水处理的主流技术,其中生物接触氧化法是一种极具发展潜力的废水生物处理方法。生物接触氧化法在处理含有生物难降解物质和对微生物生长有抑制性物质的废水时具有明显优势。接触氧化系统中,填料的材质、比表面积和孔隙结构等是决定其处理性能的关键因素,性能良好的微孔型填料,可以大量富集微生物、固定菌种、增加系统饱和溶解氧的浓度和提高系统中氧的利用效率,从而提高系统抗冲击的能力,为废水的处理提供了一条可行的且成本低廉的解决方案。本研究在于制备一种理化学性质稳定、生物亲和性高、孔隙率高的复合材料作为生物接触氧化法的填料基体,并在基体表面挂生物膜,利用微生物降解印染废水并探讨其降解机理。主要研究内容包括: (1)选用粉煤灰、沸石、膨润土为原料,以工业淀粉为粘结剂,设计了一种多孔粉煤灰复合颗粒材料的制备技术体系。通过单因素实验确定最佳工艺配方为:W(粉煤灰):W(沸石)=3:7,粘结剂(工业淀粉)为10%,膨润土含量为35%,焙烧温度为600℃,焙烧时间为2h。在最佳制备工艺条件下,多孔粉煤灰复合颗粒材料的理化性能良好,体积密度为1.12kg/m3,基体大小均匀,少有裂纹,散失率为0.87%,静态水中几乎不散失,对偶氮染料废水的脱色率为98.82%。 (2)用扫描电子显微镜对最佳工艺条件下制备成的多孔粉煤灰复合颗粒材料进行形貌分析,可以看出,复合材料表面微孔结构非常明显,孔道呈广泛性分布,形状各异不规则,孔径最小约6μm,最大约901μm,这些孔洞大大增加了复合材料孔隙率和比表面积。其独特的表面结构为吸附降解难降解的偶氮染料废水提供了先决条件。由材料的物理性能测试可知,该多孔粉煤灰复合颗粒材料具有较高的抗压强度、比表面积、孔隙率和较低的散失率,是可循环利用的必备条件。 (3)采用自制备的多孔粉煤灰颗粒材料作为自制的生物接触氧化装置的载体填料中做载体挂膜实验,两个星期后,颗粒表面形成一层厚度大于0.2mmm的生物膜,COD、BOD去除率分别达到55%、70%以上,说明挂膜成功。并用该装置处理模拟印染废水时,在最佳工艺条件下,即废水初始浓度在20mg/L,PH值在7左右,碳源浓度达到1g/L,氮源浓度达到3g/L,粉煤灰复合材料投加量达到100g/L,降解时间达到30分钟时脱色率达到97%以上,COD去除率达到85%以上。 (4)偶氮染料的微生物降解动力学符合一级反应速度模型。偶氮染料初始浓度越高,降解反应速率越快。微生物降解偶氮染料的反应速率常数k最大,半衰期时间最短。 (5)偶氮染料的微生物降解过程大致分为三个阶段:阶段Ⅰ,偶氮染料分子结构中的发色基团C—N键,N—N键断裂,生成N2从溶液中逸出;阶段Ⅱ,生物活性强的结构发生生物降解解,生成芳香胺类等中间产物,中间产物积聚能量,继续降解;阶段Ⅲ,含氮结构中间产物继续降解,直至完全分解。 研究结果表明:相同降解条件下,印染水水脱色降解率高低一方面取决于多孔复合颗粒材料吸附氧化性能;另一方面取决于环境因素的影响,主要包括废水中营养物质含量、温度、PH值以及废水中的溶解氧含量;再者,取决于待降解有机物的化合物特征;
【学位授予单位】:安徽理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X703

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 江喆,宁平,普红平,邓春玲,黄小凤;改性沸石去除水中低浓度氨氮的研究[J];安全与环境学报;2004年02期
2 国大非;印染废水处理技术综述[J];北方环境;2004年06期
3 谢红刚;王三反;褚润;;沸石在水处理中的应用[J];环境科学与管理;2006年09期
4 徐瑞银,王殿芳,王禹,谷庆宝,李发生;用于染料废水光降解处理的催化剂及其作用机制[J];北京石油化工学院学报;2004年02期
5 马宗庆;燃煤电厂粉煤灰综合利用高技术产业的发展思路[J];电力建设;2001年03期
6 张法军;张作舟;;膨润土絮凝剂在味精废水处理中的应用[J];非金属矿;1993年03期
7 李全伟;沸石净化弱放射性废水的工程试验[J];非金属矿;2003年04期
8 刘雪,骆定法;改型天然沸石净化高氟饮用水研究[J];非金属矿;2004年01期
9 孙家寿,余斌;膨润土复合吸附剂处理煤气洗涤废水研究[J];非金属矿;1994年01期
10 李宝智;粉煤灰的特性、结构及在高分子材料中的应用[J];粉煤灰综合利用;2005年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 范迪;印染废水处理机理与技术研究[D];中国海洋大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 沈廷;直接染料的可生化降解性研究[D];东华大学;2006年
2 郑淑彬;膨胀石墨的制备及其吸附性能研究[D];福建师范大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汤小军;邱廷省;陈金花;杨敏;;Z-206组合抑制剂用于铜锌分离浮选试验研究[J];四川有色金属;2008年04期
2 邱盛华;聂光华;;广西某铜锌多金属硫化矿浮选试验研究[J];四川有色金属;2010年01期
3 张大超;曾宪营;张菊花;;氨氮废水处理方法研究进展[J];四川有色金属;2011年04期
4 陈天虎;凹凸棒石吸附性能应用的制约因素[J];安徽地质;1999年03期
5 杨宝德,韩学柱;高浓度Cl~-含酚废水综合利用初探[J];安徽化工;2000年05期
6 张翔;宋丽华;邢莉玲;张耀煌;;城市污水处理厂污泥焚烧处理的探讨[J];安徽化工;2006年05期
7 陈长琦;岑科达;殷福才;程建萍;潘成荣;郑志侠;;酸性大红GR染料废水超声降解的实验研究[J];安徽化工;2007年01期
8 张连军;殷福才;程建萍;潘成荣;陈长琦;;超声对印染废水的可生化性研究[J];安徽化工;2007年04期
9 陶秀成;黄小甲;胡玉婷;;汽车涂装废水处理工艺设计及其运行实践[J];安徽化工;2008年01期
10 邹海明;严家平;徐迟;;粉煤灰处理含氟废水单因素实验研究[J];安徽农学通报;2008年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨涛;曹培刚;杨杰;;膜设备水处理工程取水方式的探讨[A];中国膜科学与技术报告会论文集[C];2003年
2 梁冠杰;曾庆玲;;某银铅矿选矿试验研究[A];2009中国选矿技术高峰论坛暨设备展示会论文[C];2009年
3 杨敏;汤小军;张丽军;;某铁矿浮选脱硫试验[A];2009年金属矿产资源高效选冶加工利用和节能减排技术及设备学术研讨与技术成果推广交流暨设备展示会论文集[C];2009年
4 成岳;王连军;李健生;;环境协调型材料——沸石的特性与应用进展[A];非金属矿物材料—环保、生态与健康研讨会论文专辑[C];2004年
5 白志民;杨静;丁浩;;硅酸盐固体废弃物应用的研究进展Ⅰ——粉煤灰应用研究新成果[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文集(二)[C];2007年
6 刘斯凤;王培铭;;乳胶粉改性碱激发粉煤灰-偏高岭土砂浆的综合性能[A];房建材料与绿色建筑[C];2009年
7 揭武;王湖坤;江涛;;石棉水泥制品行业水处理沉渣综合利用研究[A];纤维水泥制品行业纤维增强水泥及其制品论文选集(1)(1960~2009)[C];2009年
8 于强;郑玉萍;;天津市地面沉降防治工作中的若干水资源管理问题分析[A];全国控制地面沉降学术研讨会论文集[C];2005年
9 杨小满;孙恢礼;;海洋贝类中镉污染现状及脱除技术展望[A];“亚运食品安全与广东食品产业创新发展”学术研讨会暨2009年广东省食品学会年会论文集[C];2009年
10 范迪;;SEJF系列多功能水处理器在工程中的应用[A];发展循环经济 落实科学发展观——中国环境科学学会2004年学术年会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王桂芳;铝柱撑蒙脱石的制备、结构及其吸附性能研究[D];山东科技大学;2010年
2 陈平;烷基铵在蒙脱石层间的吸附及其对蒙脱石/烷基铵结构和凝胶性能的影响[D];山东科技大学;2010年
3 周灵初;红柱石的浮选分离技术及机理研究[D];武汉科技大学;2010年
4 金会心;织金新华磷矿稀土赋存状态及其在浮选、酸解过程中的行为研究[D];昆明理工大学;2008年
5 卿黎;胶磷矿柱浮选试验及理论研究[D];昆明理工大学;2010年
6 高利坤;细粒难选金红石矿分步浮选工艺及理论研究[D];昆明理工大学;2009年
7 孙咏红;聚环氧琥珀酸反渗透阻垢剂绿色化学研究[D];中南林业科技大学;2010年
8 曹广秀;共掺杂二氧化钛基可见光光催化材料的制备及性能研究[D];东华大学;2010年
9 柳婷婷;沸石矿物化性能与化学成分关系研究[D];中国地质大学(北京);2011年
10 张峰;光催化氧化联合工艺处理不同污染物的研究[D];中国地质大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马江雁;锰氧化物改性沸石(MOCZ)对罗丹明B和4-氯苯酚的吸附研究[D];郑州大学;2010年
2 栗栋;二元染料的纳米TiO_2可见光催化降解研究[D];郑州大学;2010年
3 何钦雅;含磺酸基离子交换纤维的合成、表征及吸附性能研究[D];郑州大学;2010年
4 贾玉春;PVFM泡沫塑料对阳离子染料吸附性能的研究[D];郑州大学;2010年
5 文婷;沸石吸附与化学沉淀法联用处理氨氮废水研究[D];郑州大学;2010年
6 韩攀;壳聚糖改性沸石对刚果红、亮绿和酸性铬蓝K的吸附研究[D];郑州大学;2010年
7 王玲慧;乙二胺硅胶材料的制备及其吸附性能研究[D];郑州大学;2010年
8 申向宇;淀粉和纤维固载β-环糊精聚合物的合成及表征[D];郑州大学;2010年
9 周爱娟;TiO_2/Fe_3O_4-SiO_2光催化剂对废水中萘降解性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 呼冬雪;厌氧折流板—好氧反应器处理染废水中试试验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王文保,岳永德,花日茂;ZnS对可溶性染料的光催化降解研究[J];安徽农业大学学报;1997年04期
2 朱建华,王 英,徐 杨;沸石在环境保护中的新应用[J];安全与环境学报;2001年01期
3 国大非;印染废水处理技术综述[J];北方环境;2004年06期
4 肖文胜,徐文国,杨桔才;水解酸化/曝气生物滤池处理印染废水试验研究[J];北京理工大学学报;2004年11期
5 徐瑞银,王殿芳,王禹,谷庆宝,李发生;用于染料废水光降解处理的催化剂及其作用机制[J];北京石油化工学院学报;2004年02期
6 董银卯,梁瀛洲;双氰胺系列絮凝剂在废水处理中的应用[J];北京轻工业学院学报;1996年02期
7 毛立群,杨建军,郭泉辉,李庆霖,张治军;活性艳红X-3B水溶液的光化学与光催化协同脱色反应[J];催化学报;2001年02期
8 刘畅,暴宁钟,杨祝红,陆小华;过渡金属离子掺杂改性TiO_2的光催化性能研究进展[J];催化学报;2001年02期
9 李来胜,祝万鹏,张彭义,陈中颖,陈乐;TiO_2薄膜光催化臭氧化邻苯二酚[J];催化学报;2003年03期
10 张铨昌;沸石吸附性能及其在环境保护中的应用[J];材料导报;1994年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨茂利;类玉霞;;掺加粉煤灰的水泥性能[J];水泥技术;2010年06期
2 王庆平;陆向阳;;粉末冶金法制备粉煤灰/铝基复合材料的研究[J];热加工工艺;2007年04期
3 邱轶兵;王庆平;闵凡飞;曹银南;;粉煤灰颗粒增强铝基复合材料的组织与性能[J];热加工工艺;2009年24期
4 李勇;;粉煤灰混凝土硫酸盐侵蚀劣化机理试验研究[J];河南科技;2011年07期
5 杨昭;张馨;;粉煤灰在天然橡胶中的应用初探[J];技术与市场;2011年07期
6 张新霞;李文东;别立珍;;粉体注浆堵水材料的应用研究[J];矿业研究与开发;2006年01期
7 付静;;粉煤灰改性及其在水处理中的应用[J];中国环境管理丛书;2010年02期
8 任伯帜;侯保林;杨艳玲;;粉煤灰改善污水污泥脱水性能的实验研究[J];环境科学与技术;2010年S2期
9 罗惠莉;唐忠辉;;利用粉煤灰处理生活污水的初步研究[J];环境科学与管理;2007年04期
10 王翠珍;周广柱;韩作振;;矸石电厂不同粒径粉煤灰中重金属分布规律的研究[J];山东科技大学学报(自然科学版);2007年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨洋;常智慧;尹淑霞;;粉煤灰农业利用的研究进展[A];中国草学会草坪专业委员会2010年学术年会论文集[C];2010年
2 李鹏;肖启飞;李彩霞;;粉煤灰在废水处理中的影响因素及应用综述[A];2009中国选矿技术高峰论坛暨设备展示会论文[C];2009年
3 刘媛媛;高隽;刘蓉;;粉煤灰活性激发方法的研究进展[A];第三届全国商品砂浆学术交流会论文集[C];2009年
4 董刚;张文生;张洪滔;;粉煤灰在水泥浆体中的反应程度与其粒径特征参数的关系[A];中国硅酸盐学会水泥分会首届学术年会论文集[C];2009年
5 杨玉芬;盖国胜;郝向阳;蔡振芳;杨玉芬;;粉煤灰表面包覆技术[A];中国环境保护优秀论文集(2005)(下册)[C];2005年
6 张鸿波;;改性粉煤灰作橡胶填料的研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(9)[C];2007年
7 罗洪峰;符新;李粤;廖宇兰;;新型绿色材料-粉煤灰颗粒增强铝基复合材料[A];2009海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2009年
8 罗洪峰;符新;李粤;廖宇兰;;新型绿色材料-粉煤灰颗粒增强铝基复合材料[A];十三省区市机械工程学会第五届科技论坛论文集[C];2009年
9 杨光煦;;粉煤灰坝及其地基的渗流控制[A];第十三届全国水动力学研讨会文集[C];1999年
10 董刚;张文生;张洪滔;;粉煤灰在水泥浆体中的反应程度与其粒径体积分布的关系[A];中国硅酸盐学会水泥分会首届学术年会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 东明;秸秆生物降解技术[N];朝阳日报;2008年
2 ;全生物降解塑料制品全面使用[N];消费日报;2008年
3 张 蕾  郑 雷;洋面料并不都安全[N];中国国门时报;2006年
4 窦红梅;6批次服装检出致癌物质已被强制退市[N];北京日报;2007年
5 滕立军 王高升 曹敏 郭玉花 计宏伟 邵文泉;淀粉-聚乙烯[N];中国包装报;2005年
6 肖新华林琼秋;皮革有害物质须“限量”[N];温州日报;2007年
7 夏璐怡;新型纸电池:可随意弯曲能生物降解[N];新华每日电讯;2007年
8 刘塞军;禁止纺织业使用偶氮染料[N];国际商报;2003年
9 苏小芳 李敬华;生物降解PVA膜填补国内空白[N];福建日报;2010年
10 窦红梅;52批次服装被勒令退市[N];北京日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 龚勋;典型西部粉煤灰中重金属元素淋滤特性研究[D];华中科技大学;2010年
2 项玮;脱硫粉煤灰元素释放动力学特征与风险评价[D];中国矿业大学;2012年
3 梁泉峰;生物降解菌株Delftia tsuruhatensis AD9中染色体编码的苯胺代谢基因簇的克隆和功能研究[D];中国农业科学院;2005年
4 李玉瑛;土—水系统石油污染物挥发和生物降解过程研究[D];中国海洋大学;2005年
5 刘红玉;表面活性剂对水生植物的损伤及生物降解研究[D];湖南农业大学;2001年
6 梁生康;鼠李糖脂生物表面活性剂对石油烃污染物生物降解影响的研究[D];中国海洋大学;2005年
7 石成春;有机磷农药曲霉生物降解特性及其动力学的研究[D];福州大学;2005年
8 夏文香;海水—沙滩界面石油污染与净化过程研究[D];中国海洋大学;2005年
9 毛丽华;石油污染土壤生物通风堆肥修复研究[D];中国地质大学(北京);2006年
10 张洪波;Liotta生物瓣膜对体内环境适应性的相关分析研究[D];重庆大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱正国;粉煤灰生物填料的制备及应用研究[D];安徽理工大学;2010年
2 汤蕾;粉煤灰中重金属淋滤特性试验及其处理方法的研究[D];华中科技大学;2009年
3 王克红;粉煤灰处理软基的数值模拟研究与应用[D];河北工程大学;2010年
4 李霞;粉煤灰和焦粉资源化利用处理氨氮废水的研究[D];山西大学;2012年
5 古晓旭;偶氮染料降解菌的分离鉴定和脱色降解研究[D];东北林业大学;2012年
6 陈聪聪;金属还原地杆菌对偶氮染料的还原研究[D];大连理工大学;2012年
7 李雪峰;生物转盘处理有机废水的研究[D];大庆石油学院;2006年
8 周燕洁;高效复合菌降解氯代苯胺类化合物的特性研究[D];河海大学;2006年
9 许超男;己酰化壳聚糖的合成及研究[D];浙江大学;2006年
10 肖华花;二苯胺基二硫代磷酸生物降解特性研究[D];广东工业大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026