小议多孔陶瓷的研制及污水处理的功能范文

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1多孔陶瓷的研制

1.1制备方法

由于制备的工艺不同，所以多孔陶瓷制备的方法也有所不同，主要包括以下几种：（1）挤压成型法为使用蜂窝网络结构的模具将泥条挤出成型，孔径的尺寸大于1mm，孔隙率小于70％，此制作工艺可精确设计空的形状和大小，但是难以获得较小的孔径和复杂的孔道结构。（2）添加造孔剂法为将造孔剂加入后加温，使其于高温下燃尽或者是挥发，最终留下孔隙，孔径尺寸为10μm－1mm，孔隙率小于50％，其可制出形状较为复杂制品，且可控制强度和孔隙率，但是气孔率多数低于50％，气孔分布方面均匀性较差。（3）发泡法为加入发泡剂后，由化学反应导致气体会发形成，孔径尺寸为10μm－2mm之间，孔隙率40％－90％之间，有较高的气孔率，强度较好且较容易获得闭气孔，但是此工艺对工艺条件和原料要求过于苛刻。（4）颗粒堆积法为在颗粒堆积后形成孔隙的情况下，使用粘合剂在高温下对其进行粘结，孔径尺寸为0．1μm－600μm，孔隙率为20％－30％，此工艺简单且可获得高强度的制品，但是气孔率较低。（5）溶胶－凝胶法为在凝胶化过程中通过胶体粒子堆积，形成可控的多孔结构，孔径尺寸为2μm－10μm，孔隙率小于95％，此工艺可以制取微孔的制品且孔分布较均匀，但是生产率较大，制品的形状较少。通过对以上工艺进行分析，并结合污水处理的实际情况，选择添加造孔剂法进行制备。

1.2原料选取

选择轻质粘土和硅藻土按照比例进行混合后作为主要原料，将活性炭进行研磨，使其颗粒直径保持在2μm－5μm之间。

1.3烧断与成型

使用研磨机将按照比例混合的轻质粘土、硅藻土及植物纤维研磨成细粉；将水与细粉按1∶4～1∶5的比重混合；利用成型模具制作颗粒胚体后自然风干，直径为4～5mm；研磨釉粉，并以1∶2～1∶3的水灰比重混合；将风干后胚体表面涂釉，风干后置入95℃左右干燥箱烘干；使用高温电阻炉将温度设置到1200～1250℃之间对颗粒进行烧结，并于最高温度下保持30min，自然冷却后便可得多孔陶瓷。

1.4性能测定

将烧制好的多孔陶瓷分别放于不同浓度的100ml盐水之中，观察陶瓷于何种浓度盐水中漂浮以观察其密度。使多孔陶瓷于流化床反应器中运行，以w1记录陶瓷磨损前质量，w2记录磨损后质量，根据公式（w1－w2）·w1－1100％计算多孔陶瓷的重量损失情况。

1.5污水处理中的性能研究

1.5.1污水处理流化床反应器

选择有效工作面积可达1．2L的废水处理流化反应器，反应器底部为废水进入位置，废水进入后在底部鼓入空气从而达到曝气的效果，以使废水充分的得到反应器的处理后于顶部排出，并参考排出水的质量决定是否再次循环进行处理。

1.5.2实验废水选择选取某学校宿舍生活废水作为实验废水，选取的污水水质为：pH为6．0－7．5，COD为250－490mg／L，NH3－N为16－37mg／L。

1.5.3比较两种生物载体

分别使用多孔陶瓷生物载体和特质海绵生物载体放入反应器内进行废水处理，并于一定时间后使用电子显微镜对两种载体的表面生长的生物膜进行观察。并通过采用连续式和间歇式的方法进行废水处理，测定处理后水样的NH4＋－N和COD。

2结果

2.1多孔陶瓷材料的比重与耐磨性能

所研制出的多孔陶瓷材料比重为1．07g／cm3，在进行污水处理时可在废水中保持悬浮状态，利于维护与操作。陶瓷载体之所以比重较轻，是因为采用了合适的工艺研制陶瓷载体，使之形成了空心，从而出现了比重较轻的现象。在进行磨损试验后，多孔陶瓷材料磨损率为0．5％～0．6％。这足以表明所研制的多孔陶瓷载体可于流化床反应器中使用。

2.2废水处理实验结果

分析利用多孔陶瓷载体在流化床反应器内连续进行一定时间废水处理后，NH4＋－N和COD去除率分别为48％～52％和85％～88％，利用显微镜对两种载体生物膜生成情况进行对比，多孔陶瓷载体生物膜生长情况优于特质海绵生物载体。

3结论

多孔陶瓷材料作为生物载体在对污水进行处理的过程中比有机材料生物载体具有独特的优势，因此越来越受到人们的重视于青睐。文中所研制的多孔陶瓷材料，作为污水处理的载体，具有比重小、生物膜的生成较快等特点。且在对污水进行处理的过程中，有着较好的去除营养化氨氮和COD的效果。但是其在工艺方面有着较高的要求，成本较高且具有较差的加工性，所以在今后的研究中应注重加工性的提高、降低成本及增加重复使用次数，从而使其可作为一种主要生物载体在污水处理中广泛使用。

作者：刘铁艳薛汝霞单位：山东中材工程有限公司