超临界流体技术制备污水处理用多孔载体工艺研究

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1、中图分类号：TB34密级：公开UDC：621学校代码：10082硕士学位论文超临界流体技术制备污水处理用多孔载体工艺研究论文作者：苗凯指导教师：蒋静智副教授申请学位类别：工学硕士学科、领域：化工过程机械所在单位：机械工程学院答辩日期：2017年12月万方数据万方数据ClassifiedIndex：TB34SecrecyRate：PublicizedUDC：621UniversityCode：10082HebeiUniversityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeResearchonPr

2、earationofPorousCarriersforWastewaterTreatmentbasedonSupercriticalFluidTechnologyCandidate：MiaoKaiSupervisor:ViceProf.JiangJingzhiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ChemicalProcessEquipmentEmployer：SchoolofMechanicalEngineeringDateofOralExamination:December,2017

3、万方数据万方数据河北科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日-------------------------------------------------------------------------------------------------

4、----------河北科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。□保密，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于□不保密。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日万方数据万方数据摘要摘要生物膜多孔载体性能的优劣是影响微生物在其内部附着生长进而影响污水处理效率的关键因素，因此

5、，制备性能优良的多孔载体是目前亟待解决的关键问题。采用超临界CO2诱导相分离-循环干燥工艺以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为模型材料，成功制备了PMMA多孔载体，并以扫描电镜对载体的内部结构进行表征，考察了PMMA初始浓度、CO2压力、温度、保压时间t1、干燥时间t2、卸压时间t3等操作条件对多孔载体内部结构的影响。本实验范围内得到的最优操作条件为PMMA初始溶液浓度20wt.%，CO2压力10MPa，CO2温度45℃，t190min，t290min，t390min。此外，以醋酸纤维素(CA)为模型材料制备污水处理用醋酸纤维素多孔载体，采用失重法对制备的醋酸

6、纤维素多孔载体进行孔隙率的测定，考察了聚合物溶液初始浓度，CO2压力和温度对多孔载体孔隙率的影响。所得本实验范围内最佳操作条件为CA初始浓度12wt.%，CO2温度50℃，CO2压力12MPa。基于以上制备的多孔载体，将其应用在氨氮废水介体加速实验中，旨在考察PMMA多孔载体和醋酸纤维素多孔载体对不同氧化还原介体的固定效果以及不同氧化还原介体对反硝化菌的促进加速效果，进而获得制备多孔载体的较优结构参数和操作参数。结合分形理论在多孔介质研究中的应用，建立了仿蜂巢型多孔介质模型，并以Fluent流体软件对流体在其内部的流动特性进行了模拟。多孔介质内随初始流速的

7、增大，流体剪切力增大，微生物在小孔内附着生长的几率降低；在相同初始流速条件下，随着多孔介质内部孔径的增大，适宜在多孔介质内微生物生长的区域减小，生物膜较难形成；多孔载体底层内的流速随载体厚度的增大而降低，则多孔载体底层的微生物因得不到营养物质而脱落死亡。本模拟范围内得到的最佳流体流动特性参数为初始流速为0.001m/s和模型结构参数孔径直径为20μm。关键词超临界流体；污水处理；生物膜法；多孔载体；介体加速；分形理论I万方数据河北科技大学硕士学位论文II万方数据AbstractAbstractTheperformanceofthebiofilmporous

8、carrierhasadirectimpactonmicrobia