净水污泥和硅藻土制备吸附剂的研究开题报告

1. 研究目的与意义

硅藻土在啤酒生产过程中主要作为助滤剂而存在。分析表明，废硅藻土中含有10%~12%的有机物，蛋白质含量达到6%，呈现酸性，大多数啤酒厂都是直接将这些废料排入江河湖海，对环境造成极大的污染和破坏。

在生产啤酒的过程中，根据采用工艺的不同，消耗的硅藻土一般在0.5~1.2 kg。我国目前的啤酒产量在4.483×10¹⁰ l左右，所产生的硅藻土废弃物达到3.5×10⁴ t。硅藻土泥中含有大量的酵母菌和蛋白质等有机杂质，散发恶臭，所以并不能直接丢弃处理。

目前啤酒行业采取的方法是收集过滤后的废土，阻止其冲洗后进入污水处理车间。再利用技术包括：（1）直接当垃圾排放填埋。国内一般厂家，通常将废硅藻土直接排放到垃圾箱内与普通垃圾混在一起，再拉到城市公用垃圾场，或埋入地坑内。（2）用于农田生产：硅藻土中所含有的有机物对土壤具有改良作用，与cao混合，或直接压滤、干燥，撒入农田中。（3）硅藻土在建筑方面也有被利用，高温煅烧可去除其中含有的有机质。本实验会采用马弗炉对硅藻土原料进行煅烧，寻求能有效去除有机质的最佳温度。

2. 研究内容和预期目标

含铝多孔陶瓷结构材料可用于排烟等含氟烟气、废水处理应用，近年来在废水处理领域引起了人们普遍的关注，进行了广泛的研究。净水污泥主体成分是三氧化二铝，利用其与硅藻土、黏土结合开发活性硅矾土成分的净化剂，研究开发新型净化剂应用于含重金属废水、含氟废水的处理效果。新材料具有效率高、成本低、二次污染少、有利于生态环境的改善等优点。

本论文利用处理后的硅藻土作为原料，与回收净水污泥进行复合获得净水剂颗粒。设计、研究一系列制备方法，进行复合条件实验，优化反应条件，探讨复合机理。比较改变复合条件，不同载体材料在孔隙率、表观密度、亲水性、强度、生物负载量等的性能指标测试。

优选硅藻土与净水污泥复合材料用于去除水中的重金属zn、cd和pb，研究影响吸附效果的各因素条件，优化处理工艺，并研究吸附剂反复使用效果。

3. 研究的方法与步骤

首先，对回收的啤酒厂废硅藻土进行水热处理，利用处理后的硅藻土作为原料，与回收净水污泥通过高温煅烧碳化进行复合获得净水剂颗粒。净水污泥主体是三氧化二铝，硅藻土主体是二氧化硅，采用条件实验，单因素分析法，控制二者配比一定改变温度，控制一定温度改变二者配比进行多组煅烧复合实验，探索最佳复合条件以获得较好稳定性的净水颗粒。对获得的净水剂颗粒利用仪器对其在孔隙率、表观密度、亲水性、强度等做性能指标测试，以获得最佳净水颗粒。

单位面积净水剂对污水中不同重金属zn、cd和pb的吸附量是恒量其吸附性能的重要指标。对前期获得较好稳定性的净水颗粒，再进行多组条件实验。在室温下，控制含重金属溶液的ph值一定，利用上述某一条件由硅藻土与净水污泥复合而得的净水剂所得净水颗粒分别对含有zn、cd和pb的溶液进行吸附实验，利用仪器测量吸附前后重金属溶液浓度的改变。然后改变溶液ph值，同上，利用上述某一条件所得净水颗粒分别对含有zn、cd和pb的溶液进行吸附实验，利用仪器测量吸附前后重金属溶液浓度的改变，得到净水剂的吸附能力。我们也可以适当对之前进行对比实验的净水剂经适当处理后进行二次或多次吸附，研究其反复使用效果。

4. 参考文献

[1]刘洁，赵东风.硅藻土的研究现状及进展[j].环境工程与管理，2009, 34(5): 104-107

[2] 詹树林，林俊雄 ，方明晖，钱晓倩. 硅藻土在工业污水处理中的应用研究进展[j]. 工业水处理, 2006,26（9）：10-13

[3]李林波，孔海林，方钊，洪涛，薛宁，高建雄. 硅藻土改性及其在硫酸锌溶液中脱氟性能[j]. 有色金属工程，2015(4)：30-34.

[4] 郭智倩，韩相奎，姜廷亮，刘 强. 硅藻土在污水处理方面的应用现状[j]. 吉林建筑工程学院学报，2009,26（1）21-24

5. 计划与进度安排

1、查阅中外文献资料，综述国内外研究现状和发展趋势等，并进行外文资料翻译工作。（第1～2周）

2、完成开题报告（第3周）

3、回收硅藻土与净水污泥复合的研究（第4～8周）