鈷渣基多孔陶粒濾料的制備及水處理性能研究.pdf

1、分類號：密級：UDC：學(xué)號：6120150150碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文鈷渣基多孔陶粒濾料的制備及水處理性能研究StudyonthePreparationWaterTreatmentacterizationofPousCeramsitefromCobaltResidue2018年5月23日學(xué)位類別：工學(xué)碩士作者姓名：王魏學(xué)科、專業(yè)：有色金屬冶金研究方向：固體廢棄物資源化利用指導(dǎo)教師：靖青秀副教授江西理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要I摘要近年來，

2、隨著鋰電行業(yè)的迅錳發(fā)展，全球鈷需求量的猛增，鈷渣的產(chǎn)生量急劇增多，而鈷渣回收利用的方法和能力極其有限。因此，如何有效地綜合利用這些鈷渣，對進一步促進我國鈷冶煉工業(yè)持續(xù)高效的發(fā)展具有重要意義。陶粒是近年來發(fā)展最快的新型材料之一，特別由于陶粒內(nèi)部多孔，形態(tài)、成分較均一，且具有一定的強度和堅固性，因其這些優(yōu)異的性能廣泛的應(yīng)用于水處理行業(yè)。目前，將固體廢棄物利用制成陶粒作為曝氣生物濾池（BAF）濾料進行污水處理成為近年來國內(nèi)外研究的熱點。本研究

3、對鈷渣進行XRD和XRF分析，發(fā)現(xiàn)鈷渣的中含有SiO2、Al2O3和MgO等成分符合Reily三元相圖制備陶粒所需的元素成分，故利用鈷渣制備鈷渣基多孔陶粒并將制備的陶粒作為濾料應(yīng)用于曝氣生物濾池處理廢水，為一直難于利用的鈷冶煉棄渣找到了新的利用途徑，還可達到“以廢治廢”及降低水處理用濾料制備成本的多重效果，具有環(huán)境和經(jīng)濟的雙重效應(yīng)。本文分為兩個部分：利用鈷渣制備多孔陶粒的研究和將制備的鈷渣陶粒應(yīng)用于曝氣生物濾池處理廢水工藝的研究。第一部

4、分：利用鈷渣制備了多孔陶粒。考察了物料配比和煅燒工藝對以鈷渣、河砂、鋸末、碳酸氫鈉（NaHCO3）和氫氧化鈣(Ca(OH)2)為原料制備的鈷渣基多孔陶粒性能的影響。利用所制備的多孔陶粒的含泥量、破碎率與磨損率之和、空隙率、酸可溶率作為衡量陶粒性能的指標，通過正交實驗、單因素實驗確定物料配比、燒結(jié)工藝參數(shù)對陶粒濾料性能指標的影響順序和優(yōu)化工藝參數(shù)，并通過X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）表征鈷渣基多孔陶粒特性。結(jié)果表明：物料的

5、最佳配方為鈷渣：砂=3:1、NaHCO3加入量為6.25%、Ca(OH)2加入量為10%、鋸末加入量為25%；優(yōu)化煅燒工藝條件為煅燒溫度1125℃，保溫時間1h。在優(yōu)化工藝條件下制得的陶粒濾料粒徑為4~9mm，含泥量為0.165%，破碎率與磨損率之和0.057%，酸可溶率為0.204%，空隙率53.348%，堆積密度為0.691gcm3，表觀密度為1.514gcm3，各項指標均滿足《水處理用人工陶粒濾料》(CJT299－2008)等相關(guān)

6、國家標準要求；通過電鏡觀察發(fā)現(xiàn)所制備的陶粒剖面，發(fā)現(xiàn)陶粒內(nèi)部含有大量分布均勻、三維連通的氣孔，適合微生物的附著。第二部分：利用所制備的鈷渣基多孔陶粒為濾料應(yīng)用于曝氣生物濾池處理含氮、磷廢水。BAF采用復(fù)合接種掛膜的方式進行啟動，啟動時間為6d，連續(xù)運行21dBAF即達到穩(wěn)態(tài)運行。分別考察了不同水力停留時間（HRT）和進水碳氮比（CN）下BAF對廢水中銨態(tài)氮（NH4N）、總氮(TN)和總磷(TP)去除效果的影響；并對BAF運行的反沖洗方式