（环境科学专业论文）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.pdf

【粉煤灰微孔填料的研制及其在高舍盐废水处理中的应用试验研究】 a b s t r a c t b i o l o g i c a l c o n t a c to x i d a t i o ni sap o t e n t i a l l ya n dw i d e l y u s e dw a s t e w a t e r t r e a t m e n tp r o c e s sw i t ht h ea d v a n t a g e so ff l e x i b l eo p e r a t i o na n ds t a b l ep e r f o r m a n c e t h ec o r ep r o b l e mo ft h i sp r o c e s si s t h ed e v e l o p m e n t ，s e l e c t i o na n da p p l i c a t i o no f c a r r i e r s i nt h i sp a p e r , an e wm i c r o p o r o u sc a r r i e ro b t a i n e df r o mf l y 。a s hi ss t u d i e d ( 1 ) t h i sm i c r o p o r o u sm e d i ai sg o tf r o ms i n t e r i n gw i t h8 5 o ff l y a s h ，1 0 o f c a l c i u mc a r b o n a t e ，5 o fs o d i u mc a r b o n a t ea n ds o m ev e s i c a n ta t115 0 ，w h i c ha r e c h o s e nf r o mt h ed e s i g n e do r t h o g o n a le x p e r i m e n t sa n ds o m ea d d i t i o n a le x p e r i m e n t s u n d e rt h e s ec o n d i t i o n st h em e d i ah a st h eh i g h e s tp o r o s i t yo f0 7 1 ，w a t e ra b s o r b a n c e o f1 - 0 2a n ds p e c i f i cs u r f a c ea r e ao f1 0 8 5 1 0 。m z m - t h ep e r f o r m a n c eo ft h es i n t e r e df l y a s hm i c r o p o r o u sc a r r i e r , m i c r o p o r o u sg l a s s c a r r i e ra n ds l a gi nt r e a t i n gp h e n o l i cw a s t e w a t e ri nh y p e r s a l i n ee n v i r o n m e n tw a s c a r r i e do u t ( 2 ) t h es e q u e n c i n gb a t c hr e a c t o r ( s b r , s y s t e mc 1a n dt h et w os e q u e n c i n gb a t c h b i o f i l mr e a c t o r ( s b b r ) f i l l e dw i t l ls i n t e r e df l y - a s hm i c r o p o r o u sc a r r i e r ( s y s t e ma1 a n dm i e r o p o r o u sg l a s sc a r r i e r ( s y s t e mb 、w e r er u na tc e r t a i ns a l i n i t yc h a n g i n gf r o m0 t o15 惭t 1 1i n c r e m e n to f2 t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a ti n c r e a s i n go fs a l i n i t yf r o m0 t o3 s u d d e n l yc o u l dl e a dt o6 8 7 4 a n d8 7 d e c r e a s ei np h e n o lr e m o v a l e f f i c i e n c yi na ，b ，cr e s p e c t i v e l y , a n di tn e e d e dt h r e ed a y sf o rt h em a l f u n c t i o n a l s y s t e m st or e c o v e rt ot h e i ro r i g i n a ls t a t e s ，a sf o rp h e n o ld e g r a d a t i o nr a t e ，s y s t e ma p e r f o r m e db e r e rt ot h es a l i n i t yi n c r e a s e sf f m ns y s t e mba n dcb y2 7 a n d 6 6 7 r e s p e c t i v e l y ( 3 ) w i t hs a l i n i t yc h a n g i n gf r o m0t o 15 ，t h eb i o d e g r a d a t i o no fp h e n o li na l lt h e t h r e es y s t e m sf i t t e dz e r oo r d e rr e a c t i o nv e r yw e l l t h eo p e r a t i o nr e s u l t so fs y s t e ma i n d i c a t e dt h a tp h o s p h a t ec o n t e n ti n c r e a s e du pt of i v et i m e so fi t so r i g i n a lc o u l dg e tt h e p h e n o lr e m o v a lr a t ei n c r e a s e db y15 0 ( 4 ) t h ec o m p a r i s o no fs i n t e r e df l y a s hm i c r o p o r o u sc a r t i e r ( s y s t e md ) a n ds l a g ( s y s t e mc ) w a sc o n d u c t e di na e r a t e db i o l o g i c a lf i l t e r s ( a b na n dt h e i rr e s u l t sw e r e a l s oc o m p a r e dw i t ht h es b r ( s y s t e mc ) t h er e s u l t ss h o w e dt h a ti n c r e a s i n go f s a l i n i t yf r o m0t o3 s u d d e n l yc o u l dl e a dt o3l a n d3 4 d e c r e a s ei n p h e n o l r e m o v a le f f i c i e n c i e si nt h e s et w or e a c t o r si e s p e c f i v e l y , b e i n gf a rb e t t e rt h a nt h es b r ( 5 9 ) ，a n dt w od a y sw e r en e e d e df o rt h em a l f u n c f i o n a ls y s t e m st ob cr e c o v e r e dt o t h e i ro r i g i n a ls t a t e s a tal o w e rs a l i n i t y ( 6 0 ，e b a c o r 去除率可以达到 液 艺料 8 0 ，总去除率) 9 0 内电解一接 樟脑内电解c o d2 0 0 0m g l 。到1 0 0 0m g 生产 煤渣 内电解h r t 8h ，p h3 5 - 6 ； l 1 ，b o d c o do 1 5 到0 , 4 1 触氧化法口2 】 接触氧化h r t l 6 h 废水接触氧化出水c o d 1 5 0m g l 。1 活性污混接 印染 c o d5 6 7m g l “降到7 9 7m g l 1 ，s s h r t 2 0h7 5 7m g l 。降到3 5m g - l s 2 9 5 4 触氧化法【2 3 】废水 m g l _ 。降到0 4 1m g l 。1 联 厌氧：体积4 0 0 0 一，负荷3k g c o d u b f 单元c o d1 8 0 0 3 0 0 0m g l “降到 合 厌氧l i b f 一 3 0 0 6 0 0m g l ；接触氧化c o d 处 啤酒m - 3 d ，h r t1 6h ： 理 接触氧化工 废水 好氧：负荷1 2 k g b o d m - 3d - 1 ，h r t 3 0 0 - 6 0 0 m g l 。降到5 8 - 9 0 m g l - 1 ；接 系 艺 2 q触沉淀滤池c o d5 8 9 0m g l 4 降到 统6 h 4 5 7 0m g l 。1 水解：h r t l o h 水深6 i n ，有填料； 生物吸附池：吸附：h r t3 0m i n ，水 水解酸化一 深5 8t i l ，d o0 2 - 04 m g l ，容积负 生物吸附再屠宰 组合 荷1 4 k p , b o d - m - 3 6 - 1 射水曝气o = 8 0 生一接触氧废水填料 m 3 h h = 1 3m ：再生池：d o1 - 2m g 进水c o d1 5 0 0 - 4 0 0 0m g l + 。，去除率 l 。，射流曝气7 0 m 3 h h = 1 0 m ： 9 5 化工艺【2 5 】 接触氧化池：h r t l 0h ，水深5 l i f t d o2 5m g - l 1 ，容积负荷0 5k 班o d - m - s d ，气水比1 2 ：1 温度1 8 3 0 ，p h6 5 7 5 ；一级气 二段接触氧脱硫水比1 0 - - 1 2 ：1 进水s 。 5m g - l ，油 进水c o d 7 0 0 - 8 0 0 m g l 。，去除率9 1 化法污水 1 0n a g l 一；二级气水比2 0 ；1 ，进水 进水c o d 2 0 0 0 3 0 0 0m g l - 1 去除率 4 4 9 s 2 3 ) 的废水l g ”，主要来源于 化工产品生产( 如生产杀虫剂、除草剂、多羟基化合物、有机过氧化物以及制药 等) 、废水浓缩( 如垃圾填埋场渗滤液、脱盐过程废水、干旱地废水等) 以及其 它一些加工过程( 如制革、造纸、制奶酪、海鱼加工以及石油开采和加工等) 1 8 7 1 8 引。 高含盐废水中通常都含有大量的n a c l ，一般的物化处理方法和常规的生物 处理方法都较难处理。由于大量具有较高还原电势的c 1 。的存在，使得以氧化为 主的物化方法去除效率下降甚至崩溃。盐度升高会使f e n t o n 试剂以及光催化 f e n o n 试剂法【8 9 】、湿式氧化法 9 0 】以及光催化氧化法【9 l 】处理效果下降。c l 。的腐蚀 和无机盐的沉积则是超临界氧化技术处理含盐废水的主要障碍1 9 2 , 9 3 1 。同时，由于 高盐度引起的高渗透压以及高浓度盐离子本身对微生物的毒性1 9 4 ，”1 ，商盐度会使 常规的生物处理方法处理效率低下，难于耐受盐度的剧烈变化阮9 5 l ，并且时常会 伴有出水悬浮物浓度过高的问趔1 。研究表明n a c l 浓度升高到3 6 ，会使 生物处理系统中c o d 、氨氮和磷的去除率分别下降3 0 0 ，6 7 9 7 棚l 、5 0 - - 6 0 l 9 7 ， 9 9 】和7 4 1 1 0 0 】：使单位质量微生物去除苯酚量下降8 7 【1 。1 1 。 目前，使用生物方法处理含盐废水的研究主要集中在以下四个方面： 1 ) 通过逐渐提高盐度的方法，驯化微生物，使其适应高的盐度1 1 0 0 ，”2 。o ”。 2 ) 从高食盐环境( 海洋、盐湖和盐渍土壤) 中筛选培养耐盐微生物，并将 其投加于常规的废水处理系统中，以提高系统的耐盐能力 1 0 6 , 9 8 。 3 ) 单独使用从高含盐环境( 海洋、盐湖和盐渍土壤) 中筛选得到的耐盐微 生物处理高含盐废水m1 0 1 , 1 0 7 0 9 1 。 4 ) 使用r b c ( r o t a t i n gb i o l o g i c a lc o n t a c t o r ) 9 8 】，s b b r ( s e q u e n c eb i o f i l m b a t c hr e a c t o r ) 【l o ”，生物接触氧化反应器【1 以及生物流化床【1 0 5 1 等能有效截留微 【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】 生物的生物膜法处理技术。 在咀上的大量研究中，保持系统中生物量和物化环境的稳定是决定系统成败 的关键，这也正是微孑l 填料的特长所在。使用性能良好的微孔填料的接触氧化系 统较其它生物处理方法更能富集生物量( 其最大生物量可以达到10 2 0g l “) 【4 ”，并且还可以固定耐盐菌种、强化系统的处理效果。同时，微孔填料还具有再 布气作用，可以部分抵消高盐度引起的氧饱和溶解度降低对系统造成的不利影响 ( 氧利用效率高1 1 5 ) 1 5 】。此外生物膜内以及填料内的微孔结构能够形成盐 度和溶解氧梯度，从而增强系统的抗冲击能力【1 1 0 1 1 “，并可能使系统同时进行 脱氮和除磷过程。 微生物的生长一般都需要复杂的营养物质 2 1 ，包括一些常量营养元素( 如： 碳、氢、氮和磷等) ，以及一些微量元素( 如：镁、锌、钴、钼、镍、铜、钒、 硼、铁、碘和些维生素等) 。缺少特定的营养元素会影响废水中某些微生物的 生长，从而破坏系统平衡，导致系统处理效率下降，出现污泥膨胀等问题，并有 可能影响到后续的污泥处理【1 1 3 。”】。特别是在高盐度环境下，由于缺少特定的微 生物和微生物活性受到抑制，一些复杂营养物质( 如：氨基酸和维生素等) 不能 合成或合成速度变慢；而缺少这类复杂营养物质会严重影响系统的处理效果。大 量研究指出，在高含盐废水中投加蛋氨酸、g l y c i n eb e t a i n e 、维生素b l 、维生素 b 1 2 t 1 16 1 、胱氨酸1 1 1 7 l 、柠檬酸盐【1 18 1 、酵母提取液【1 1 9 1 和铁1 0 8 1 等能够显著地刺激微 生物生长和提高系统处理效果。 1 6 本研究的目的和意义 从前人的研究工作中可以看出，生物接触氧化是一种极具发展潜力的废水生 物处理方法。其在处理含有难生物降解物质或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，填料的材料、比表面积和孔隙结构等是决定 其处理性能的关键因素。特别是在高含盐废水的处理中，性能良好的微孔性填料， 可以大量富集微生物、固定耐盐菌种、增加系统饱和溶解氧的浓度和提高系统氧 的利用效率，从而提高系统抗盐度冲击的能力，为商含盐废水的处理提供了一条 可行的且成本低廉的解决方案。因此填料的研制、开发、生产和应用是近期废水 处理研究的热点。 本试验的研究对象粉煤灰是一种燃煤电厂排放的工业废渣，其常年闲置造成 了较大的环境污染，多年来国内外研究者一直在努力寻找其资源化利用的新途 径。粉煤灰颗粒粒度小、比表面积大、具有很强的吸附活性。由于其优越的吸附 性能和微生物附着性能，它己被用作吸附剂和微生物载体，用于废水的吸附处理 和生物流化床工艺中，效果良好i 但是其大规模应用较少，主要是还存在灰水分 【粉煤灰徽孔填料的研制及其在高含盐废水处理中的应用试验研究】 离困难和污泥需要再处理等问题。 本研究的目的就是要利用粉煤灰，制作得到比表面积大、具有适合微生物栖 息的孔隙结构的微孔性填料，以用于极端环境( 高含盐环境) 下的废水生物处理 系统；为提高粉煤灰资源化利用的技术含量提供一条新的途径，为粉煤灰的资源 化开辟新的方向，也为一些极端环境条件下的废水生物处理提供种廉价但性能 优越的解决方案。 1 7 本研究的主要内容 根据课题要达到的目标，本研究分以下几个方面进行： 1 ) 选择合适的粘结剂烧结制作粉煤灰微孔填料。 2 ) 利用正交实验，确定使用粉煤灰制作微孔填料时的烧结温度、添加剂配 方和升温过程等。 3 ) 设计废水生物处理实验，利用间歇式生物接触氧化反应器，对比研究粉 煤灰微孔填料和微孔玻璃填料在常规条件下处理葡萄糖废水的性能。 4 ) 以苯酚为基质，利用间歇式生物接触氧化反应器，对比研究粉煤灰微孔 填料和微孔玻璃填料在极端环境( 高含盐环境) 下去除苯酚和截留微生 物的性能。 5 ) 利用曝气生物滤池反应器，对比研究粉煤灰微孔填料与工业废弃物炉渣 填料在高含盐条件下处理苯酚的性能。 6 ) 利用摇床试验，确定高含盐条件下本试验使用的微生物的营养需求，筛 选出对微生物生长有显著影响的营养物；并将其投加到使用粉煤灰微孔 填料的反应器中，对比投加营养物前后系统处理性能的变化。 7 ) 研究各种试验条件( 不同的基质，不同盐度环境和不同反应器中) 下微 生物降解有机物的动力学机制。 【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】 第二章课题的试验内容、方法与试验设计 本章从粉煤灰微孔填料的研制及粉煤灰微孔填料的水处理性能两个方面对 实验内容、方法和试验设计分别进行说明。 2 1 主要实验仪器 粉煤灰微孔填料的研制及其水处理性能的研究中所涉及的主要仪器如下 1 ) d s h z 3 0 0 多用途水浴恒温振荡器，江苏太仓市实验仪器设备厂 2 ) p h s 2 5 指针型酸度计，上海宇隆仪器有限公司 3 ) 8 1 2 型恒温磁力搅拌器，上海司乐仪器厂 4 ) h l 1 恒流泵，上海沪西分析仪器厂 5 ) w $ 7 0 1 型红外线快速干燥器，上海浦东跃欣科学仪器厂 6 ) 1 0 0 0 w 电炉，丹阳群益五金电器厂 7 ) 普通养鱼曝气泵 8 ) j b p 6 0 7 型便携式溶氧仪，上海精密科学仪器有限公司 9 ) 7 2 1 型分光光度计，上海精密科学仪器有限公司 1 0 ) t u r b5 5 0 型浊度计，w t w 1 1 ) s 1 5 0 扫描电子显微镜，h i t a c h i 1 2 ) k h 一10 0 0 三维立体显微镜，h i r o x 1 3 ) t r i s t a r3 0 0 0 比表面积测试仪，m i c r o m e r i t i c s 1 4 ) b s 2 1 0 s 电子天平，s a r t o r i u s 1 5 ) 马福炉，上海实验电炉厂 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 本研究在粉煤灰微孔填料的研制过程中，使用空隙率、吸水率、强度、p h 值等指标来评价微孔性填料的物化性质；并以这几个物化指标加权平均后的综合 评价指标为依据，来确定粉煤灰微孔填料的制作工艺。 1 ) 空隙率( p ) 和吸水率( a ) 采用文献【8 4 1 中空隙率和吸水率的测定方法，其计算如下： v = w - s p = ( w - d 1 a = ( w - d ) d ( 2 1 ) ( 2 2 ) ( 2 3 ) 【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】 上面3 个公式中：v 样品的外观体积，g ( 以同体积水的重量表示) ：s 一 样品在水中的质量，g ( 材料在沸水中煮5h 随水冷却，静置2 4h 后称得样品在 水中的重量) ；p 一空隙率：a 一吸水率；d 一材料干重，g ；w 一样品湿重，g ( 材 料在沸水中煮5h 随水冷却，静置2 4 h 后称得样品在空气中的湿重) 。 2 ) 强度 强度测定采用经验评分法，其评分标准见表2 1 。 表2 - 1 粉煤灰微孔填料的强度评分标准 t a b 2 - 1t h es t a n d a r do f e v a l u a t i n g t h es t r e n g t ho f f l y - a s hm i c r o p o r o u sc a r t i e r 3 ) p h 值 此p h 值指的是指标l 中测空隙率时煮沸后水的皿 值，该值可以表征填料 与水的反应情况。 4 ) 综合评价指标 根据实验经验积累，本文自行设计了一套统加权的综合性能指标( 包含： 填料强度( 3 0 ) 、空隙率( 3 0 ) 、吸水率( 3 0 ) 和p h 值( 1 0 ) ，总分1 0 分) ，对烧结温度和配方进行综合评估，以确定最终的制作方案。 5 ) 比表面积 b e t 比表面积，m i c r o m e r i t i c st r i s t a r3 0 0 0 比表面积测定仪。 2 2 2 微孔填料水处理性能评价中的主要分析指标 本文在研究粉煤灰微孔填料水处理性能的试验中使用的主要分析指标、测试 方法及计算公式见表2 - 2 。 。一 8 霆萋蚕。 翻 檀 划 晕臻 霪；蟊 丑j 憎言 地 钗 篓耋基 霎冀 ，、 囊婆 岬 3 善： 士 三 锚 ) _ ( 米 ，、 杂 槲 求 州 懈 到 琏 和 一 盎基世 状 蜮 燃 是 划 噼 七 盘 困 盘 取 爱链魁 将 镫 涮 百 剥幅 淄 窖 趟 燃 。辎 刮 蕾 糌 投 堙 锚 鬟蹦 蠡 。删 ， 珂1 | 米 七 副 靼 最 琏 髂 制 米 三 卜 i 蜊世 晕 $ 求 薹 是 q 利 离 l 精 cl 乓 旺 嚣 p - ,吐 士 铸 枉； 鬟 咪苫 丑 笆 。 罨姐 捌 j悄 琏 龟 悄 墩 v 腻 禽 咖皇 辛 幡 露 爱 噬 u 也 旺 g醛 0 旧 蜊 世 i * 矧 z 丑l 嘲 删 4 0m m 带刻度的玻 璃柱，总高为3 0 0 i t l l t i ，有效体积为2 5 0 m l 。 该系统以3g l 。污泥启动并连续运行。其 1 个周期为1 2h ，分别是：进水3 0 m i n ， 反应时间1 0 h ，沉淀时间1h ，排水3 0 m i n 。 每个周期置换反应器中1 5 0m l 的清液( 占 总体积的6 0 ) ，运行中不设排泥过程 进7 k 图2 4s b r ( c ) 系统示意图 f i g 2 - 4s c h e m eo fs b r ( c ) s y s t e m 该试验中，微生物接种前没有接触过n a c l 环境，且实验过程中盐度改变都 是瞬时的。三个反应器中的d o 值都保持在4m g l 1 左右。试验使用的粉煤灰微 孔填料和微孔玻璃填料颗粒大小为l w h = 1 5 1 5 7 m m 3 。 试验分不同阶段以2 为间隔提高系统盐度。每次盐度改变后，系统稳定运 行7 9d ，然后测定该盐度下的苯酚降解 速率( 表2 - 2 中的指标1 2 ) 。 2 4 4 2a b f 系统对高含盐苯酚废水的生 物处理研究 试验使用a b f 系统对比粉煤灰微孔 填料( 系统d ) 和炉渣填料( 系统e ) 在 处理高含盐苯酚废水时的性能，其示意图 见图2 5 。d 、e 中分别填充粉煤灰微孔填 料和炉渣填料，填料粒径为2 2 5m m 。该 反应器总体积4 2 5m l ，有效体积2 0 0m l ， 填料填充率为5 3 。 图2 - 5 a b f 系统d 、e 的示意图 f i g 2 - 5s c h e m eo f a e r a t e db i o l o g i c a lf i l t e r ( d ，e ) ( 注：图中长度单位为c m ) 【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】 试验启动时使用无盐废水、接种3g - l 1 污泥后，采用快速排泥挂膜法【”7 1 挂 膜；挂膜ld 后排出全部污泥，然后进水连续运行。试验分不同阶段以2 为间 隔提高系统盐度，盐度的改变是瞬时的。每次盐度改变后，系统稳定运行2 3d ： 然后，在盐度不变的情况下改变系统h r t ( 改变系统的水力负荷) ，每次h r t 改变后运行2 3d ，测定该h r t 下的出水苯酚浓度，并计算出此时的苯酚降解负 荷率( 表2 2 中的指标1 3 ) 。由于高盐度下微生物增长缓慢，因此，在本研究中， 采用每次盐度改变前一天的系统污泥浓度，来近似代替系统在该盐度下运行时的 污泥浓度( 以v s s 表示) 。 2 51 5 盐度下微生物的营养需求实验 由前人的研究10 3 6 小9 1 可知，废水中营养物质的种类及浓度对微生物的生长 影响显著。为了提高上述生物处理系统在1 5 盐度下的苯酚处理效率，本文设计 进行了1 5 盐度下微生物对营养物的需求实验，以确定在该盐度下微生物 ( 2 4 ，4 1 试验中适应了1 5 盐度的微生物) 的营养需求。 依据试验2 3 1 的废水配制情况，在废水中含有基本营养盐的基础上，分别 提高废水中的无机盐a ) c a c l 2 ，b ) m g s 0 4 ，c ) ( n h 4 ) 2 s 0 4 、d ) 磷酸盐缓冲液、或 所有无机营养盐( 见表2 ，4 ) 的浓度，使其为原来的5 倍( 即投加4 倍营养盐) ， 以研究这些无机营养盐对苯酚降解的影响。同时，本文还研究了分别投加e ) 酵 母提取液和d 葡萄糖溶液( 使废水中的酵母提取液或葡萄糖的浓度达到5 0m g l 4 ) 对系统的影响。为了评估k + 浓度对系统的影响，实验中通过投加k c i 来提 高系统中k + 的浓度( 使k + 浓度提高到原来的5 倍) ，研究其对系统处理效果的 影响。 实验采用摇床方法评价上述营养物质投加对系统的影响。试验方法为：在2 5 0 m l 锥形瓶中加入1 5 0m 1 废水，然后接种1 0m l2 4 4 1 试验中三种系统清液的混 合液，并投加相应的营养物；将接种后的锥形瓶置于恒温摇床( 3 0 ，1 5 0r p m ) 中培养。同时用一组只含有基本营养物的锥形瓶作为控制样。 每天测定锥形瓶中的苯酚去除率，评价营养物质的投加对苯酚去除效率的影 响，同时测定锥形瓶中混合液的浊度，以评价营养物质投加对系统微生物增长的 影响。 2 6 本章小结 本章对粉煤灰微孔填料的研制过程及方法、粉煤灰微孔填料在常规和高含盐 条件下的水处理性能的研究方法及评价指标进行了说明。通过上述试验过程，本 研究将利用粉煤灰制作得到表面性能良好、有丰富空隙结构的微孔性填料。同时， 【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】 本研究还将通过对粉煤灰微孔填料的水处理性能的研究，更全厮地了解该填料的 应用环境及特性，尤其是该填料在高含盐废水处理中的性能。 【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】 第三章实验结果和讨论 3 1 粉煤灰微孔填料的研制 试验对粉煤灰微孔填料的研制进行了大量的摸索性实验。试验过的粘合剂包 括n a 2 s i 0 3 、c a ( o h ) 2 、c a c l 2 、n a 2 s 0 4 、n a 2 c 0 3 和水泥等，试验过的发泡剂包括 淀粉、木屑、n a h c 0 3 、( n i - h ) 2 c 0 3 、c a c 0 3 和泡沫发泡等。经过初步筛选( 主 要是考虑强度和表面粗糙程度) ，最终选择对以水泥为粘合剂、采用有机物发泡 和以n a 2 c 0 3 为粘台剂、采用泡沫发泡的方法进行深入研究，其研究结果分述如 下。 3 1 1 以水泥为粘合剂制作粉煤灰微孔填料 根据前期摸索性实验的结果和相关文献报道【4 8 l ，本实验选择水泥含量1 5 ， 改变添加剂( 淀粉和木屑) 的不同配比，按照2 3 ，1 制作填料并进行烧结。试验 结果见图3 - 1 图3 4 ，图中可挥发物含量为淀粉和木屑的总含量。 0 - 7 2 0 6 8 料0 6 4 遂 刊0 6 0 o 5 6 0 5 2 05 1 01 5 2 0 可挥发物含量 图3 - 1 空隙率随可挥发物含量的变化 f i g 3 - 1t h ee f f e c to f t o t a lv o l a t i l ec o n t e n t so nt h ep o r o s i t y 【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】 1 0 0 r 0 9 0 08 0 褂 * 0 7 0 盛 0 6 0 0 5 1 3 o 4 0 o5 1 01 52 02 5 可挥发物含量 图3 - 2 吸水率随可挥发物含量的变化 f i g3 - 2t h ee f f e c to f t o t a lv o l a t i l ec o n t e n t so i lt h ew a t e ra b s o r b a n c e 从图3 1 和图3 2 中可以看出空隙率和吸水率都随着加入的可挥发物含量的 增加而增大。这说明在填料制作过程中添加的有机物在高温烧结过程中挥发，从 而改善了填料的空隙结构。 o 7 2 0 6 8 诗0 6 4 藿 烈0 6 0 0 5 6 0 5 2 1 8 ：252 ：80 ：1 0 淀粉木屑配比 图3 - 3 淀粉与木屑的不同配比对空隙率的影响 f i g 3 - 3t h ee f f e c to f p r o p o r t i o nv a d a t i o n so f s t a r c ha n dw o o dc h i po np o r o s i t y ( 注：横坐标的比例为，淀粉：木屑：其中粉煤灰和水泥配比均为7 5 ：1 5 ) 【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】 o 7 5 0 7 2 格0 6 9 督0 6 6 0 6 3 o 6 0 8 ：25 ：52 ：80 ：1 0 淀粉木屑配比 图3 - 4 淀粉与木屑的不同配比对吸水率的影响 f i g 3 - 4 t h ee f f e c to f p r o p o r t i o n v a r i a t i o n so f s t a r c ha n d w o o dc h i po n w a t e ra b s o r b