新型磁性載體填料的制備及其在生活污水處理中的應(yīng)用
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【摘要】:隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和城鎮(zhèn)化速度的不斷加快,村鎮(zhèn)人口不斷密集,鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)發(fā)展迅速,其生活污水、廢水生成量日益劇增。針對我國國情,開發(fā)出一種新型磁性填料,實(shí)現(xiàn)局部污水高效、低耗處理是一種必須的狀態(tài)。生物填料是生物膜水處理技術(shù)的核心之一,其性能好壞將直接影響微生物的附著、生長繁殖及活性,進(jìn)而影響廢水生物處理效率、能耗和穩(wěn)定性,F(xiàn)行的水處理普通塑料生物填料用于廢水、尤其是含酚毒性廢水的生物處理時(shí),存在微生物掛膜啟動(dòng)速度慢、掛膜量不足和氧傳質(zhì)效率低等方面缺陷,導(dǎo)致生物降解速率低下。近年來關(guān)于磁效應(yīng)在水處理中的研究非;钴S,但由于污水處理生化反應(yīng)器常常體積龐大,外加磁場有一定難度,實(shí)現(xiàn)較為困難。磁性材料技術(shù)作為一項(xiàng)新型技術(shù),在污水處理方面即磁性填料,使每個(gè)填料就等同于一個(gè)微型的附加磁場的生物反應(yīng)器。利用微生物磁效應(yīng)及代謝或共代謝作用,可顯著改善填料的表面潤濕性和傳質(zhì)性能,縮短掛膜啟動(dòng)周期,改善污水處理效果。在廢水生物處理過程中,共同代謝和磁效應(yīng)能強(qiáng)化難降解物質(zhì)的生物處理,提高溶解氧濃度,誘導(dǎo)微生物酶的合成和提高酶的活性;谏鲜隼碚,針對目前共同代謝工程化應(yīng)用中成本過高、磁場效應(yīng)難以大規(guī)模應(yīng)用到廢水生物處理設(shè)施中等問題,本研究旨在對普通填料進(jìn)行改性,制備一種具有生物親和、親水性能的新型磁性生物填料,將其應(yīng)用于廢(污)水生物處理中,以獲得有效的應(yīng)用效果并提供新型改性磁性生物填料進(jìn)行廢(污)水生物處理的理論依據(jù)。采用共同混合注塑法制備新型磁性生物填料,選取了合適的主要添加物質(zhì)如親水、生物親和及磁性物質(zhì),確定了聚合物注塑成形工藝,完成了新型改性磁性生物填料的制備。通過掃描電鏡、能譜和紅外光譜分析,考察了新型改性磁性生物填料的表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)、添加物分散情況。檢測了填料的物理機(jī)械性能,證實(shí)新型改性磁性生物填料密度及強(qiáng)度性能與普通填料變化不大,能滿足水處理用填料性能的基本要求。填料的潤濕性能試驗(yàn)表明新型改性磁性生物填料接觸角比普通填料降低了近20%,含水率提高5-8倍,填料親水性能顯著增強(qiáng)。兩種填料掛膜對比試驗(yàn)中,改性填料掛膜時(shí)間比普通填料縮短很多,生物膜量、膜厚及廢水中的CODcr,去除率均有增加。新型改性磁性生物填料加速了微生物在填料表面的附著,促進(jìn)生物膜的形成和有機(jī)物代謝轉(zhuǎn)化,較大程度改善了填料的生物親和性能。對普通填料和新型改性磁性生物填料進(jìn)行了性能檢測和比較,結(jié)果表明,新型改性磁性生物填料不僅在微觀結(jié)構(gòu)和潤濕性能方面大有改善,而且還具有良好的營養(yǎng)緩釋性能。同時(shí),比較了兩種填料的磁力掛膜和傳統(tǒng)掛膜,并將磁力掛膜應(yīng)用于模擬生活廢水處理中,發(fā)現(xiàn)新型改性磁性生物填料掛膜啟動(dòng)速率很快,其填料表面揮發(fā)性有機(jī)物膜重成倍增加,微生物去除效果良好。
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【學(xué)位授予單位】:昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:X799.3
【目錄】:
- 摘要6-8
- Abstract8-11
- 1 緒論11-25
- 1.1 我國現(xiàn)有的水資源及水污染控制現(xiàn)狀綜述12-19
- 1.2 生活污水的生物處理技術(shù)19-23
- 1.3 課題研究的意義23
- 1.4 課題研究的主要內(nèi)容23-24
- 1.5 實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新點(diǎn)24
- 1.6 課題研究的目標(biāo)24-25
- 2 新型磁性生物載體填料的制備25-43
- 2.1 生物載體填料及其研究發(fā)展25-32
- 2.2 材料與方法32-42
- 2.3 本章小結(jié)42-43
- 3 制備的新型磁性填料的性能分析43-55
- 3.1 新型磁性填料的物理性狀43-47
- 3.2 新型磁性填料的表面性狀47-50
- 3.3 新型磁性填料的微觀性狀50-52
- 3.4 本章小結(jié)52-55
- 4 新型磁性填料填裝反應(yīng)器后處理生活污水的性能研究55-65
- 4.1 實(shí)驗(yàn)材料與方法55-61
- 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析61-63
- 4.3 本章小結(jié)63-65
- 5 結(jié)論與建議65-67
- 5.1 結(jié)論65-66
- 5.2 建議66-67
- 6. 致謝67-69
- 附錄69-71
- 參考文獻(xiàn)71-74
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,本文編號(hào):1103641
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