污水处理用陶瓷基生物活性复合材料的研究

发布时间：2023-03-16 08:04

　　随着我国染料工业的发展，染料废水对水资源的污染越来越严重，常规的方法处理染料废水已达不到环保要求。本课题是以多孔碳化硅(SiC)和多孔电气石陶瓷材料为基质材料，对其进行改性增加生物相容性，将微生物固定在改性后的多孔陶瓷上，制备了陶瓷基生物活性复合材料并将其应用于染料污水的处理。本课题不仅在多孔陶瓷表面制备了聚乙烯醇(PVA)和硅溶胶诱导膜，还将悬浮的微生物固定技术得到了改进。在文中系统的研究了烧成温度、粘结剂含量及颗粒粒径等对多孔陶瓷性能的影响，探讨了制备诱导膜的工艺条件及微生物在诱导膜上的生长条件要求。利用煮沸法、三点弯曲法对多孔陶瓷的气孔率及抗弯强度进行测定；利用扫描电镜分别对多孔陶瓷表面、固定微生物形貌进行表征。结果表明： (1)通过对多孔陶瓷材料的气孔率及抗弯强度的研究，确定制备多孔陶瓷的最佳制备工艺。多孔SiC陶瓷制备工艺为烧成温度1020℃，聚碳硅烷(PCS)粘结剂的含量为8wt%，骨料颗粒粒径为100m。在此工艺条件下制备的多孔SiC陶瓷的气孔率为44.7%，抗弯强度为34.85MPa。多孔电气石陶瓷制备工艺为烧成温度1180℃，陶瓷粘结剂的含量为15wt%，骨料颗粒粒径...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
目录
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 染料废水概述
        1.1.2 染料废水的处理现状及发展
    1.2 固定化技术的研究进展
        1.2.1 固定化技术
        1.2.2 固定化载体的选择
        1.2.3 固定化方法
    1.3 固定化微生物技术应用于污水处理的研究进展
        1.3.1 对含难降解有机物废水的处理
        1.3.2 对含氨氮废水的处理
        1.3.3 对含重金属离子废水的处理
        1.3.4 对染料废水的处理
    1.4 多孔陶瓷材料
        1.4.1 碳化硅
        1.4.2 电气石
        1.4.3 多孔陶瓷的制备方法
        1.4.4 多孔陶瓷应用于污水处理的研究进展
    1.5 课题研究的目的意义
        1.5.1 学术构思
        1.5.2 目的和意义
        1.5.3 主要研究内容
2 实验内容及测试方法
    2.1 实验原料
    2.2 实验仪器
    2.3 实验过程
        2.3.1 多孔陶瓷制备工艺过程
        2.3.2 生物活性材料的培养及驯化
        2.3.3 负载诱导膜多孔陶瓷的制备及性能研究
    2.4 仪器表征
        2.4.1 扫描电子显微镜分析（SEM）
        2.4.2 气孔率的测定
        2.4.3 抗弯强度测定
        2.4.4 COD 的测定
3 碳化硅陶瓷基生物活性复合材料的研究
    3.1 多孔 SiC 陶瓷制备工艺的研究
        3.1.1 烧成温度对多孔 SiC 陶瓷的影响
        3.1.2 PCS 含量对多孔 SiC 陶瓷的影响
        3.1.3 颗粒粒径对多孔 SiC 陶瓷的影响
    3.2 负载诱导膜多孔 SiC 陶瓷的制备及性能研究
        3.2.1 诱导膜的确定
        3.2.2 PVA 诱导膜的工艺研究
        3.2.3 硅溶胶诱导膜的工艺研究
    3.3 本章小结
4 电气石陶瓷基生物活性复合材料的研究
    4.1 多孔电气石陶瓷制备工艺的研究
        4.1.1 烧成温度对多孔电气石陶瓷的影响
        4.1.2 陶瓷粘结剂含量对多孔电气石陶瓷的影响
        4.1.3 颗粒粒径对多孔电气石陶瓷的影响
    4.2 负载诱导膜多孔电气石陶瓷的制备及性能研究
        4.2.1 诱导膜的确定
        4.2.2 负载 PVA 诱导膜的多孔电气石陶瓷对微生物的固定研究
        4.2.3 负载硅溶胶诱导膜的多孔电气石陶瓷对微生物的固定
        4.2.4 表观形貌分析
    4.3 本章小结
5 机理研究
    5.1 微生物的固定机理
    5.2 多孔陶瓷基体对微生物固定影响
    5.3 诱导膜诱导微生物固定研究
        5.3.1 PVA 诱导膜的诱导作用
        5.3.2 硅溶胶诱导膜的诱导作用
    5.4 微生物净化污水机理
6 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录



本文编号：3762974