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粉煤灰夹芯陶粒的制备及其在生物滴滤塔反硝化法净化NO废气的应用研究

作　者: 孙霞
导　师: 戴长虹
学　校: 青岛理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 粉煤灰 NO 陶粒 生物滴滤塔
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


以粉煤灰为原料制备粉煤灰夹芯陶粒,并将其应用于净化NO废气的研究中,不仅能减少过量的粉煤灰堆积对环境造成的影响,而且能使因工业废气排放造成的大气污染情况得到好转。粉煤灰夹芯陶粒制备实验以粉煤灰、水泥为主要原料,以塑料泡沫粒做内芯,以石灰和石膏做激发剂,以水玻璃做粘结剂,以FeCl3·6H2O做表面改性剂,掺入轻质材料,经搅拌、成型、自然养护等工艺,能够得到一种比表面积大、孔隙率高、高强度的免烧结粉煤灰夹芯陶粒。通过实验分析粘结剂、激发剂、表面改性剂等添加量对粉煤灰夹芯陶粒性能的影响,并通过正交实验确定制备粉煤灰夹芯陶粒的工艺配方和工艺条件,工艺配方为粉煤灰75%、水泥10%、激发剂为8%、轻质材料7%,另外,每l00g原料用水35ml、用改性剂为5ml、浓度2mol/l的水玻璃为10g;对粉煤灰夹芯陶粒的性能进行了测定和分析,结果显示:比表面积4.12m2/g、孔隙率52.5%、耐静压强度3.87kg;外观性状和电镜扫描表明粉煤灰夹芯陶粒直径为5～8mm,表面粗糙,内部气孔发达。在生物滴滤塔中进行了粉煤灰夹芯陶粒的挂膜,电镜扫描表明粉煤灰夹芯陶粒表面和内部均有大量微生物附着,利用反硝化法净化模拟的NO废气,研究了碳源、进气流量、进气浓度、喷淋液量及氧气体积含量对去除效果的影响。结果表明:甲醇比乙醇和葡萄糖更适宜做反硝化法去除NO的碳源;NO废气的进气流量越小、进气浓度越低,去除效果越好;在实验参数范围内,喷淋液的流量对NO的去除效果影响不显著;为保证较高的去除效率,氧气体积含量应控制在6%以下。在进气量Q=0.2m3/h、喷淋液量L=10ml/min、NO的进口浓度稳定在400mg/m3、氧气体积含量在4%以下时,NO的去除效率达到了82%以上。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-9
第1章 绪论  9-13
  1.1 引言  9
  1.2 粉煤灰不当处置对环境的影响  9-10
  1.3 含氮氧化物对环境的影响  10-11
  1.4 本论文研究的目的、内容  11-13
    1.4.1 研究目的  11
    1.4.2 研究内容  11-13
第2章 陶粒填料及生物法处理NO_x的研究进展  13-24
  2.1 陶粒填料的研究进展  13-18
    2.1.1 生物反应填料的开发研究  13-14
    2.1.2 陶粒填料的开发研究  14-16
    2.1.3 粉煤灰陶粒填料的开发研究  16
    2.1.4 粉煤灰免烧结陶粒填料的开发研究  16-17
    2.1.5 粉煤灰夹芯陶粒填料的开发研究  17
    2.1.6 轻质填料结构和性能的理论研究  17
    2.1.7 表面改性填料结构和性能的理论研究  17-18
  2.2 生物法净化NO_x 的研究进展  18-24
    2.2.1 生物法净化NO_x 的原理  18-19
    2.2.2 NO_x 治理的研究现状  19
    2.2.3 生物法净化NO_x 研究进展  19-22
    2.2.4 生物滴滤塔工艺  22-24
第3章 粉煤灰夹芯陶粒的制备实验  24-41
  3.1 实验原料  24-26
  3.2 实验仪器与设备  26-27
  3.3 实验原理及制备工艺  27-28
    3.3.1 实验原理  27
    3.3.2 粉煤灰夹芯陶粒的制备工艺  27-28
  3.4 实验内容与结果分析  28-40
    3.4.1 粉煤灰夹芯陶粒的制备步骤  28
    3.4.2 含水率对粉煤灰夹芯陶粒性能的影响  28-29
    3.4.3 水泥对粉煤灰夹芯陶粒性能的影响  29-31
    3.4.4 水玻璃对粉煤灰夹芯陶粒性能的影响  31-32
    3.4.5 轻质材料对粉煤灰夹芯陶粒性能的影响  32-33
    3.4.6 激发剂对粉煤灰夹芯陶粒性能的影响  33-36
    3.4.7 表面改性剂对粉煤灰夹芯陶粒性能的影响  36
    3.4.8 正交实验  36-38
    3.4.9 轻质陶瓷球滤料的性能指标测试  38-39
    3.4.10 粉煤灰夹芯陶粒的表观性状和微观结构测试  39-40
  3.5 本章小结  40-41
第4章 粉煤灰夹芯陶粒在生物滴滤塔反硝化法净化NO 废气的应用实验研究  41-49
  4.1 反硝化菌处理NO 气体的原理  41
  4.2 实验装置和工艺流程  41-42
  4.3 实验条件  42
  4.4 实验仪器  42
  4.5 微生物的驯化及生物滴滤塔的挂膜  42-44
  4.6 实验结果与讨论  44-47
    4.6.1 碳源选择对去除负荷的影响  44-45
    4.6.2 气体流量、入口浓度对去除效率的影响  45-46
    4.6.3 液体喷淋量对去除效率的影响  46-47
    4.6.4 氧气含量对去除效率的影响  47
  4.7 本章小节  47-49
第5章 粉煤灰夹芯陶粒的效益分析  49-52
  5.1 经济效益  50
  5.2 社会效益  50-51
  5.3 环境效益  51-52
第6章 结论  52-54
  6.1 结论  52-53
  6.2 存在的问题  53-54
参考文献  54-58
附录  58-62
攻读硕士学位期间发表的学术论文  62-63
致谢  63

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
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