【正文】 水處理性能研究 .......................................................................... 32 多孔材料水處理效果評價 .................................................................................... 32 適于水處理的多孔材料特征 ................................................................................ 33 河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)論文 5 多孔材料水處理作用機制分析 ............................................................................ 33 結 論 .................................................................................................................................. 35 參 考 文 獻 ........................................................................................................................ 36 致 謝 .................................................................................................................................. 38 河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)論文 6 1 緒論 引言 輕質礦物多孔材料因其特殊的孔道結構和形態(tài)而具有孔道效應和表面荷電效應，因此它的過濾、吸附、離子交換、功能載體等物理化學性能可廣泛應用于工業(yè)水處理、空氣凈化、抗菌除菌、建筑節(jié)能材料等諸多領域。大量鐵尾礦的堆積，這不僅造成資源的浪費、占用了土地，同時還給人類生活環(huán)境帶來了嚴重污染和危害，因此尾礦的再利用研究受到世界各國學者高度重視。實驗表明，較廣的孔徑分布有利于各類微生物的附著。 河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)論文 9 在輕質礦物多孔材料制備技術的研究中，馮秀娟，余育新 [17]等利用表面改性和添加造孔劑法相結合制備了輕質礦物多孔材料。 （ 2）用作水處理濾料的輕質礦物多孔材料結構特征探討 通過以輕質礦物多孔材料為濾料作用于配制廢水后，水質指標 COD 去除率的變化，評價其生化水處理效果，探尋多孔材料最佳結構特征。測試步驟如下： ① 將輕質礦物多孔材料洗凈，在 干燥箱 100176。其中反應池的容量 為 600ml，曝氣盤 位 于 其底部 ， 與氣泵相連。 （ 4） 碳粉。陶粒的粒徑一般為 5~20mm 范圍內(nèi) [24]。 圖 碳粉的熱重分析圖 本實驗采用的焙燒制度如表 所示。鹽酸可溶率小于 1%，表明輕質礦物多孔材料具有較好的化學穩(wěn)定性，在污水中不易被腐蝕。 由圖 表明，凹土含量變化對吸水率和鹽酸可溶率影響不大，在凹土含量由5%上升至 20%過程中，輕質礦物多孔材料的吸水率在 1~7%范圍內(nèi)變化，鹽酸可溶率均小于 %，具有較好的化學穩(wěn)定 性。隨著材料內(nèi)部孔隙率增加，孔體積增大，材料的實體部分比例越小，強度越小，壓碎力會隨之減小。在反應池運行初期， COD 去除率較低，反應池中 COD 去除率增長緩慢， 7 天僅 增長至 10%。 隨著材料與水作用時間的增加，微生物適應了新環(huán)境，進入對數(shù)生長期， 在輕質礦物多孔材料內(nèi)部孔洞中 大量繁殖 ， 此時輕質礦物多孔材料孔壁處生物膜數(shù)量增加。zturan. 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[17] 馮秀娟，余育新等。 （ 4） 輕質礦物多孔材料的壓碎力為 ，可經(jīng)受較長時間的摩擦與碰撞仍保 持結構的完整，可保證水處理效果的持續(xù)性與穩(wěn)定性。 將制備的輕質礦物多孔材料 和市售水處理用多孔材料 放入 相同的 裝有配制污水的 模擬曝氣反應器 中 20 天，其材料與水作用不同天數(shù) COD 去除率如圖 所 示。保溫時間繼續(xù)延長，液相含量繼續(xù)增加，材料內(nèi)部產(chǎn)生更多氣孔，此時一些小氣孔會合并成大氣孔，使材料體積進一步膨脹，引起表觀密度的繼續(xù)下降。 輕質礦物多孔材料的表觀密度越小，說明結構越疏松，內(nèi)部孔道越發(fā)達，實體部分，即孔壁所占體積比例就越小，因此載荷承載能力就越低，強度就越低，相應的壓碎力數(shù)值就會越小。其表觀密度與水的密度接近并且略重與水，粒徑大小適中，在曝氣過程中可在氣體沖擊作用下在水中運動，與水均勻充分接觸，吸水率適中，水分可進入材料內(nèi)部，增大與材料的接觸面積，利于提高水處理效果。因此，本實驗的工藝制度為用馬 弗爐在 550℃ 預燒15min，使碳粉充分燃燒，盡可能完全轉化為二氧化碳氣體，充分造孔。 河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)論文 17 表 各組配方編號及原料成分質量（ g） 輕質礦物多孔材料的制備工藝 輕質礦物多孔材料多為陶粒。 組分名稱 淀粉 葡萄糖 (NH4)2CO3 K2HPO4 自來水 質量（ g） 36 22 5 河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)論文 16 （ 3） 水玻璃。 輕質礦物多孔材料水處理實驗 實驗裝置 本實驗 采用 的 模擬 曝氣反應器結構示意圖見圖 。 ④ 將試樣倒入李氏比重瓶中，讀出水面刻度 V（單位： cm3）。本研究目的在于提高高硅鐵尾礦的加入量，并且使輕質礦物多孔材料同時具有較輕的質量以及較高的強度，使該材料具有良好的綜合性能，為其在工業(yè)有機廢水處理的廣泛應用提供理論和實驗依據(jù)，在資源再利用、修復環(huán)境、工 業(yè)廢水處理等領域中具有重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟意義。 （ 5）發(fā)泡法 該工藝是向原料中添加有機或無機發(fā)泡劑，在加熱過程中產(chǎn)生可揮發(fā)的氣體，從而制備泡沫材料。通過與普通活性污泥法對照，發(fā)現(xiàn)加入鐵尾礦后 , 在相同的停留時間下， COD去除率顯著提高。我國目前發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)多達 150 多種，建立了 8 000 多座國營礦山和 11萬多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體礦山 , 累計產(chǎn)生尾礦 億 t，占地 8 萬公頃以上，并且每年正在以 億 t 的速度增長。 曝氣生物濾池 ( BAF )是 20 世紀 80 年代末至 90 年代初興起的一種以生活污水為主要處理對象的新興工藝 , 具有處理效率高、工藝簡單、有機容積負荷大、占地面積小、停留時間短等優(yōu)點，在歐美和日本等