曝气生物滤池_BIOFOR_处理生活污水中试研究_齐兵强

·研究生论文摘要·曝气生物滤池(BIOFOR)处理生活污水中试研究研究生:齐兵强导师:王占生(清华大学环境科学与工程系100084)本研究采用国产陶粒滤料,以实际生活污水为处理对象,中试的规模,对曝气生物滤池BIOFOR(BiologicalFiltra-tionOxidizationReactor)进行了试验。结果表明:当采用两级BIOFOR(BIOFORC/N+BIOFORN)时,在水温14.5～24℃,进水COD为81.1～398.4mg/L,氨氮为25.2～49.2mg/L,SS为56.0～122.5mg/L,滤速为4～8m/h,总空床停留时间为1～2h,总气水比为(3～6)∶1时处理出水可达到生活杂用水水质标准或污水排放水质标准。BIOFOR系统中,BIOFORC/N主要处理COD,BOD和SS,试验范围内最大处理有机负荷达11.3kgCOD/(m3·d);BIOFORN主要处理氨氮,处理负荷最大1.4kgNH3-N/(m3·d),正常情况出水值小于1mg/L。BIOFOR对SS有很好的处理效果,正常情况下BIOFORC/N出水SS最大为8.6mg/L,BIOFORN出水SS最大为4.6mg/L。冲击负荷的试验表明,两级串联(BOFORC/N+BIOFORN)抗冲击负荷能力明显大于单级BIOFORC/N。系统对处理氨氮的抗冲击负荷能力最强,对处理SS的抗冲击负荷能力最差。在结束因水量造成的冲击负荷后,60～90min内基本恢复正常处理效果。在研究滤料对BIOFOR处理效果的影响中,结果显示,所采用的两种滤料对处理COD的效果接近,对处理氨氮和SS的效果略有差异。其中一种陶粒因部分为片状、密度不均匀,反冲洗中出现了跑料现象。曝气生物滤池的关键之一是反冲洗,试验研究了反冲洗对曝气生物滤池的影响。结果表明,反冲洗后曝气生物滤池的出水水质会暂时恶化,需要一定的时间恢复。本试验同时指出BIOFOR反冲洗的缺陷,如反冲洗水量大、时间长、所需水压高等缺点,提出了引入导泥管和不完全反冲洗的改进方式,取得了较好的效果。在对滤料层中的生物膜与生物絮体研究中,结果表明,BIOFOR具有生物量大、活性高的特点。[关键词]曝气生物滤池,污水处理,反冲洗,陶粒,生物絮体(答辩时间:2001年6月)复合氧化物催化剂上NOx的吸附与还原研究生:马红导师:黎维彬(清华大学环境科学与工程系100084)本论文的研究内容是合成复合金属氧化物载体用于汽车排放污染物NOx的还原。论文首先阐明机动车氮氧化物排放对环境造成的严重污染,并介绍催化法净化氮氧化物的三种技术途径和研究进展。本研究采用溶胶凝胶法合成二氧化钛载体,通过改变反应物、溶剂、催化剂类型、温度、老化时间、浸泡溶液、洗涤、干燥等后处理方式和焙烧条件等参数,得到制备二氧化钛载体的最优化条件。试验中发现:室温下水钛比为4,无水乙醇与钛体积比为5,以硝酸做催化剂且酸钛比为0.015,无水乙醇中老化10～15h、去离子水洗涤、80℃水浴干燥得到的样品在450℃焙烧3h后,比表面可以高达134m2/g,而一般商业用二氧化钛比表面只有50m2/g。还发现焙烧条件对载体比表面影响非常显著,慢速升温、低温换气、低含氧量对载体保持高比表面有利。在上述条件的基础上,合成出了Al2O3/TiO2,SiO2/TiO2,CeO2/TiO2,ZrO2/TiO2,La2O3/TiO2,BaO/TiO2,等6个系列的复合金属氧化物载体。比表面分析表明,除ZrO2/TiO2载体比表面小于纯TiO2载体外,所有复合氧化物载体均具有比较高的比表面,其中10%SiO2/TiO2的比表面为246m2/g;10%La2O3/TiO2载体的比表面为183m2/g。XRD结果表明所有复合氧化物载体在800℃焙烧2h后都是锐钛矿相,而纯二氧化钛相同条件下几乎都转化成金红石相了,说明复合金属氧化物Al2O3,SiO2,CeO2,ZrO2,La2O3和BaO的掺杂提高了纯TiO2载体的热稳定性。XRD结果还表明ZrO2/TiO2载体800℃焙烧2h后晶粒平均粒径只有9.86nm,而纯TiO2,相同条件下晶粒粒径为69.48nm。通过浸渍方法在Al2O3/TiO2,BaO/TiO2,CeO2/TiO2,ZrO2/TiO2,La2O3/TiO2体系上分别浸渍Cu,Mn,Cr,Co,Ni,Mn-Ni,Cu-Cr等活性组分,并利用TGA测试了催化剂对NOx的吸附脱附性能。发现Mn负载在BaO/TiO2,Al2O3/TiO2,CeO2/TiO2,ZrO2/TiO2,La2O3/TiO2载体上200℃时对NO的最大吸附量分别达到14mg/g,4.6mg/g,5.3mg/g,5.98mg/g和6.24mg/g,而Mn-TiO2催化剂上NO最大吸附量只有2.18mg/