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第36卷第1期非金属矿Vb1．36NO．12013年1月Non—Metal1icMinesJanuary，2013悬浮型凹土载体的制备及其在水处理中的应用彭喜花陈静彭定国(淮阴工学院生命科学与化学工程学院，江苏省凹土资源利用重点实验室，江苏淮安223003)摘要以凹土、炭粉和聚乙烯泡沫为主要原料制备悬浮空心凹土载体，应用于三相生物流化床处理低浓度有机废水。考察了温度对凹土滤料的形貌、强度和比表面积的影响，以及在不同曝气量和水力停留时问(HRT)时凹土悬浮滤料对氨氮和化学需氧量(COD)的处理情况。结果表明，煅烧温度为800℃时，制得强度91N，比表面积为32．16m2／g，表面粗糙、孔隙发达、耐酸碱的理想空心悬浮滤料。当曝气量为O．25m3／h时。COD和氨氮值降低率最大值分别为92．7％和95．4％；当HRT为2h时，COD和氨氮值降低率最大值分别为91．5％和93．4％关键词悬浮凹土滤料焙烧温度三相生物流化床曝气量中图分类号：x703；TD985文献标识码：A文章编号：1000-8098(2013)01-0064．04PreparationofSuspendedAttapulgiteCarrierandItsApplicationstoWaterTreatmentPengXihuaChenJingPengDingguo(SchoolofLifeScienceandChemicalEngineering，HuaiyinInstituteofTechnology,JiangsuProvincialKeyLaboratoryofAttapulgiteScienceandAppliedTechnology,Huaian，Jiangsu223003)AbstractSuspendedattapulgitecarrierwasproducedfromattapulgite，coalpowderandpolyethylenefoam，andapplicatedtotreatlowconcentrationorganicwastewaterinthreephasefluidizedbedreactor．Efectoftemperatureonpattern，instension，specificsurfaceareaofattapulgitecarrierwasstudied，andefectofhydraulicretentiontime(HRT)andaerationamountonNH4+-Nandchemistryoxygendemand(COD)disposalwasstudied．Theresultshowedthatwhentheroastingtemperaturewasat800℃，thecarrierinstentionwas91N，thespecificsurfaceareawas32．16m／g，thesurfaceisrough，thetapertureismuch，physicsandchemistryPerformanceisfine．Whenaerationamountwas0．25m／h，themaximumCODandNH4+-Nvaluedecreaseratewas92．7％and954％．WhenHRTwas2h，themaximumCODandNH4~-Nvaluedecreaseratewas91．5％and93．4％．Keywordssuspendedattapulgitecarrierroastingtemperaturethreephasefluidizedbedreactoraerationamount三相生物流化床是一种新型生物膜法废水处理1实验部分设备。该技术是以相对密度约为1的细小颗粒为载体，1．1原料及仪器设备微生物生长于载体表面或固定于载体内部，废水由下凹土取自江苏淮安盱眙白虎山，含凹凸棒石至上流动，使载体处于流化状态，其上附着的生物膜与65％，蒙脱石5％，还有少量海泡石、水云母、高岭石、废水充分接触，有巨大的比表面积，可使床内保持高浓绿泥石等，粉碎过200目筛；炭粉，精煤经球磨机磨碎度的生物量，传质效率极高。生物流化床综合了介质再过200目筛；泡沫，直径2～31TI1TI聚乙烯泡沫；人工的流化机理、吸附机理和生物化学机理，应用广泛ll-2]o合成废水，主要成分是葡萄糖、氯化铵、磷酸二氢钾，生物流化床主要以砂、活性炭、焦炭、陶粒、沸石、原水COD、N和P的比例可根据实验要求进行调整，磁环、多孔球、塑料球、炉渣、细石英砂等较小的颗粒此外，还投加了微生物生长必须的微量元素，如ca、为载体，此类载体存在比重较大、比表面积小、挂膜Fe、Mg等，实验中用NaHCO调节原水的pH值，维慢、不耐磨、形成流态困难、价钱偏高、不易取材等缺持在7．5左右。点[34]o因此，找到一种轻质、耐磨、易挂膜、价格低廉、RK／XPM~120~3球磨机，YS100微生物数显微来源广泛、用后易处理、又可保证污水处理效果的载成像系统，JPB一607便携式DO分析仪，XH900IB型体尤为重要。恒温消解器，XH9004B型COD快速测定仪，7200风基于目前生物流化床载体存在的不足，本实验制光光度计，S-3000N扫描电子显微镜，YPD一200C片剂备了一种新型悬浮载体，以凹土、炭粉和泡沫为原料，硬度仪，sx_4_10型箱式电阻炉，Belsorp—II型BET比按照一定配比制成球形轻质滤料，考察温度对滤料理表面测定仪。化性能的影响以及滤料在自制的三相内循环生物流1．2悬浮滤料的制备将凹土与炭粉按照质量比化床中，对废水中COD和氨氮的处理效果。95：5混合均匀，一部分加适量水搅拌成泥浆，待用。首先将聚乙烯泡沫放在凹土与炭粉混合泥浆中润湿，收稿日期：2012．11—25再放进凹土与炭粉混合干粉中包裹一层，重复上述操基金项目：淮阴工学院青年教师科研项目(2917279)。．．64．\n\n\n彭喜花，陈静，彭定国悬浮型凹土载体的制备及其在水处理中的应用3结论参考文献：1．以凹土、炭粉和聚乙烯泡沫为主要原料，在[1]齐亚兵，叶世超，范辞冬．三相生物流化床反应器处理生活污水的800℃下煅烧2h，制得强度大于91N、比表面积为特性研究[J】．水处理技术，2009，35(6)：71—73．32．16m2、表面粗糙、孔隙发达、耐酸碱的理想空心轻[2】姜楠，马小凡，王鹤立．RTD对内循环三相生物流化床脱氨氮效率的影响[J】．吉林大学学报：地球科学版，2006，36(4)：605．质悬浮滤料。[3】吴锦华，李平，谭展机，等．三相生物流化床处理苯胺废水的硝化特2．该滤料应用于曝气生物滤池中挂膜快，性能良性研究四．水处理技术，2007，33(9)：30．好。在COD质量浓度为1020-1200mg／L、氨氮质量I4】曹文平，王勉，李济源，等．生物载体的应用现状与发展[J]．工业水浓度为40-50mgm、曝气量为0．25m3／h的条件下，处理，2010，30(4)：5—7．HRT为2h较适宜，COD和氨氮值降低率最高可达[5]ZhangZhongxiang，QianYi．Watersavingandwastewaterreuseandre—91．5％和93．4％；出水COD值为90．1-91．5mg／L，氨cycleinChina【JJ．WatSciTech，1991，23(10／11／12)：2135—2140．氮值为3．1-3．6mgm，此时出水水质符合一般行业排[6】崔鹏，范益群，徐南平，等．三相流化床中催化降解反应特性的研究放标准。[J]．高校化学工程学报，2002，16(1)：53—57．^地(上接第54页)加量1．2mL、反应时间10min。此参考文献：条件下制备的原位改性自炭黑DBP值为2．64mL／g，[1】LiuYL，HsuCWleiWLeta1．Preparationandthermalpropertiesofepoxy—silicanano—compositesfromnanoscalecolloidalsilica[J]．Poly—相对于原位改l生前DBP值增加了70％o2．4最优条件制备改性白炭黑的主要技术指标目mer,2003，44(18)：5159—5168．[2]KimSH，AhnSH，HiraiCrystallizationkineticsandnucleationactiv—前，自炭黑主要应用于橡胶行业，70％以上用作橡胶iofsilicananoparticle-filledpoly(ethylence2,6一naphthalate)[J]．Poly-补强剂【3，】，其最新执行质量标准为HG／T3061—2009，mer,2003，44(19)：5625—5635．参照该标准，本实验测定了最优条件下制备的原位改[3]李素英，钱海燕．白炭黑的制备与应用现状[J]．无机盐工业，2008，性自炭黑比表面积、DBP值、水可溶物含量等几项主40(1)：8-10．要质量指标，与标准指标要求值进行了对比，结果见[4]孙玉琢，商平，赵瑞华，等．超声波法制备白炭黑实验研究[J]．非金表5。从表5可知，实验制备的改性自炭黑各项指标属矿，2007，30(4)：3840．均符合HG／T3061—2009，属B级产品。[5]赵国燕，黄东枫，郭金福，等．焦作高岭土烧制白炭黑研究叨．非金表5最优产品的质量指标属矿，2011，34(3)：29—31，34．[6】周光，王延吉．利用非金属矿制备白炭黑现状及发展前景明．华东地质学院学报，2001，24(4)：298—301．[7]郝书峰，郑治祥，范卫青，等．沉淀法白炭黑的表面改性及其性能研究．硅酸盐通报，2011，30(3)：529·533．[8]刘鹏，薛群基，田军，等．功能性硅烷在纳米氧化硅表面的自组装[J]．化学物理学报，2003，16(6)：481486．[9】徐伟，崔益顺，陈利秀，等．白炭黑湿法改性研究[J]．无机盐工业，2010，42(12)：40—43．[1O]何凯，陈宏刚．聚乙二醇对碳酸化法白炭黑的表面改性研究[J]．化学反应工程与工艺，2006，22(2)：181—184．3结论[11】姚英．表面活性剂对碳化法制备白炭黑的影响研究[JJ．天津化工，用原位法制备改性自炭黑，工艺流程简单，可实2006，20(4)：36-37．现节能减排目的，用六甲基二硅胺烷作表面改性剂[12]王君，李芬，吉小利，等．白炭黑制备及其表面改性研究【J]．非金属改性效果较好，其最佳工艺条件为：搅拌速率400r／矿，2004，27(2)：38—40．min、反应温度75℃、改性剂添加量1．2mL、反应时间[13]周良玉，尹荔松，周克省，等．白炭黑的制备、表面改性及应用研究10min。此条件下制备的原位改性白炭黑DBP吸收进展四．材料导报，2003，17(11)：56—59值为2．64mug，相对于原位改性前DBP吸收值增加[14]赵杰，刘甲，钱海燕，等．沉淀法白炭黑在橡胶产品中的应用[J]．无了70％，各项指标均符合HG／T3061-2009，属B级产品。机盐工业，2009，41(7)：9-11．觚．67一