论文总字数：16329字

摘 要

目前，我国主要采用燃煤的发电方式。这种燃煤的发电方式，产生了大量的粉煤灰。如果不及时处置，长时间堆放会带来严重的环境危害。本论文以粉煤灰为主要原料，通过焙烧工艺制备成水处理填料，拟用于曝气生物滤池，以达到废物资源化目的。通过单因素实验确定了最佳原料质量配比（粉煤灰：粘土：稻壳：氧化镁）为70：30：10：5；填料的最佳烧制条件为：焙烧温度1150 ℃，焙烧时间10 min。该条件下制得的填料堆积密度为0.548 g/cm³，破碎率与磨损率之和为2.02%，满足《水处理用人工陶粒滤料》(CJ/T 299-2008)的要求。此外，本论文将自制的粉煤灰填料与市售填料做对比，在升流式曝气生物滤池中处理模拟生活废水。自制填料在挂膜启动15天左右，COD和氨氮去除率趋于稳定，分别达到90.8%和46.8%，且粉煤灰填料处理效果略优于市售填料。验证了粉煤灰填料应用于生物滤池的可行性。

关键词：粉煤灰 填料 资源化 曝气生物滤池

The preparation of fly ash-sludge filler and its application in BAF

Abstract

Nowadays, the main way of electricity generation is coal-fired in China. This coal-fired electricity generation, resulting in a lot of fly ash. If do not dispose timely, long stack will cause serious environmental problems. This research is fly ash as the main raw material, by firing technology to make water treatment filler in BAF, in order to recycling. Finally, determining the optimum preparation conditions and ratio of raw materials qualities through single factor experiments. The optimum preparation conditions are as follows : the best ratio of raw materials qualities (fly ash: clay: husk: MgO) is 70:30:10:5. Fired at 1150℃ for 10 minutes. Under these conditions, the fly ash-sludge filler’s bulk density is 0.548g/cm³ and its crushing and wear rate is 2.02%, which meets the indicators of artificial ceramic particles filter material. The following research focuses on the treatment of simulated waste water in BAF with fly ash-sludge filler and commercial ceramic particles respectively at the same time. COD and NH₃-N both reach a stable treatment effect in fly ash-sludge filler after 15 days. Their removal rates reach to 90.8% and 78%, respectively, slightly better than comparison ceramic particles, which verify the feasibility of fly ash-sludge filler in BAF .

Key words: Fly ash-sludge ; Filler ; Recycle ; BAF

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 粉煤灰性质与来源 1

1.2 粉煤灰的危害 1

1.3 粉煤灰的处置和资源化利用 1

1.3.1 粉煤灰的处置 1

1.3.2 粉煤灰资源化 2

1.4 粉煤灰制备水处理填料的技术优势 3

1.5 粉煤灰填料在生物滤池中的应用现状 3

1.6 本文的研究内容 3

第二章 粉煤灰填料的制备 5

2.1 实验材料及仪器 5

2.1.1 实验原料 5

2.1.2 实验仪器 5

2.2 填料制备工艺流程 5

2.3 填料性能的评价 6

2.4 填料基本性能的影响因素 7

2.4.1 粉煤灰添加量对填料性能的影响 7

2.4.2 稻壳添加量对填料性能的影响 8

2.4.3 氧化镁添加量的影响 8

2.4.4 焙烧温度对填料性能的影响 9

2.4.5 焙烧时间对填料性能的影响 10

2.5 最佳制备工艺时填料的性能和微观结构分析 11

2.5.1 填料性能 11

2.5.2 填料微观结构分析 11

2.6 本章小结 11

第三章 粉煤灰填料在生物滤池中的应用 13

3.1 曝气生物滤池简介 13

3.1.1 曝气生物滤池 13

3.1.2 填料 13

3.1.3 粉煤灰填料 13

3.2 实验材料及仪器 14

3.2.1 实验装置 14

3.2.2 实验试剂 15

3.2.3 实验设备 16

3.3 实验条件及方法 16

3.3.1 实验所用填料 16

3.3.2 模拟污水 16

3.3.3 挂膜启动 17

3.4 生物挂膜阶段的处理效果及分析 17

3.4.1挂膜阶段水质分析 17

3.4.2 微生物镜检分析 19

3.5 本章小结 20

第四章 结论与展望 21

4.1 结论 21

4.2 展望 21

参考文献 23

致谢 25

第一章 绪论

1.1 粉煤灰性质与来源

粉煤灰是一种大小不等,形状不规则的粒状体,一般为银灰色和灰色,颜色较黑的粉煤灰含碳量较高,粗颗粒所占的比例较大^[1]。粉煤灰颗粒呈多孔型蜂窝状组织,比表面积较大,具有较高的吸附活性,粉煤灰的化学成分主要是SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO^[2]。

粉煤灰的形成大致可分成三个阶段^[3]。第一阶段，燃煤发电厂首先将原煤磨细成煤粉，喷入炉膛中与空气迅速混合。煤粉在燃烧初期，随着挥发组分的不断逸出，煤粉内部形成多孔状^[4]。此时的煤灰多孔、比表面积大。第二阶段，随着燃烧温度的上升，其中的矿物质也将脱水、分解、氧化变成无机氧化物，此时的煤灰颗粒变为多孔玻璃体^[5]，比表面积较第一阶段小。第三阶段，随着燃烧的进一步加剧，多孔玻璃体逐步熔融收缩而形成颗粒，其孔隙率不断降低，圆度不断提高，粒径不断变小，最终由多孔玻璃转变为一密度较高、粒径较小密实球体^[6]，此时，颗粒比表面积最小。不同粒度和密度的灰粒具有明显的化学和矿物学方面的特征差别，小颗粒一般比大颗粒更具有玻璃性和化学活性。

请支付后下载全文，论文总字数：16329字