水玻璃旧砂湿法再生污水硅藻处理试验研究

【摘要】：水玻璃砂是最有可能实现绿色铸造的型砂之一，但实现水玻璃砂绿色铸造的关键是实现水玻璃旧砂的无污染再生回用。水玻璃旧砂湿法再生以高脱膜率、高旧砂回用率等特点而优于其他再生方法，但是湿法再生产生的碱性污水处理成本高、系统复杂等阻碍了湿法再生的推广应用。因此，如何解决水玻璃旧砂湿法再生污水处理和循环使用问题是实现水玻璃旧砂完全再生利用的关键问题之一。 本文提出并采用生物硅藻处理水玻璃旧砂湿法再生污水的新方法，对比研究了谷皮菱形藻、小环藻、直链藻在不同影响因子条件下的生长情况以及对水玻璃旧砂湿法再生污水的处理效果。实验结果表明：谷皮菱形藻能够迅速适应水玻璃旧砂湿法再生污水的碱性环境，污水处理效果较好，谷皮菱形藻在温度约为25℃、光照强度为5000lux、光照时间为14h/d、氮源浓度为80mg/L、氮磷比为14:1时，经过7天时间的处理，Na~+浓度由1.49g/L下降为0.86g/L，Na~+去除率为40.8%，SiO_3~(2-)浓度由0.51g/L下降为0.26g/L，SiO_3~(2-)去除率为48.1%，污水的pH值由11.0下降为9.0左右。进一步研究发现，由于硅藻生长受到空间的限制，硅藻初始加入量越大，污水处理效率会相对降低，同时硅藻处理污水的时间越长，污水处理效率也会相对降低。 本论文还对经过硅藻处理后的污水的循环利用进行了试验研究，研究结果表明：经硅藻处理后的污水按照1:2的砂水比例擦洗下一批的水玻璃旧砂，旧砂脱膜率可达92%，采用自来水擦洗旧砂脱膜率为85%。同时，对比分析自来水湿法再生砂、硅藻处理后污水湿法再生砂、新砂砂样抗压强度，发现新砂在1h、2h、4h、24h抗压强度仍明显高于其他两种再生砂砂样的强度；自来水湿法再生砂与硅藻处理后污水湿法再生砂抗压强度相比，自来水湿法再生砂1h抗压强度稍高于硅藻处理后污水湿法再生砂强度，但2h、4h、24h的抗压强度，二者相差不大；4h后的三种砂样抗压强度变化不大，因此可采用经过硅藻处理后的污水能够代替自来水进行水玻璃旧砂的湿法再生，实现污水循环利用。 【关键词】：水玻璃旧砂 湿法再生 碱性污水 硅藻 生物处理 污水循环利用
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-20
• 1.1 课题来源9
• 1.2 课题的背景及意义9-10
• 1.3 水玻璃旧砂再生方法概述10-12
• 1.4 水玻璃旧砂湿法再生污水处理现状12-14
• 1.5 藻类在污水处理中的应用14-18
• 1.6 本课题的研究内容和目标18-20
• 2 试验方法与材料20-25
• 2.1 实验方案及技术路线20-21
• 2.2 实验材料21-23
• 2.3 实验方法23-25
• 3 硅藻处理污水的影响因素及其污水处理效果研究25-49
• 3.1 试验原理及方案设计25-28
• 3.2 不同影响因素对谷皮菱形藻生长及其处理污水的效果28-33
• 3.3 不同影响因素对小环藻生长及其处理污水的效果33-39
• 3.4 不同影响因素对直链藻生长及其处理污水的效果39-45
• 3.5 三种硅藻处理污水的比较分析研究45-47
• 3.6 本章小结47-49
• 4 污水硅藻再生处理后循环利用试验研究49-59
• 4.1 实验原理及方案设计49-50
• 4.2 砂水比对水玻璃旧砂脱膜率的影响50-51
• 4.3 不同水擦洗旧砂脱膜率对比实验研究51-52
• 4.4 不同水洗砂砂样强度与新砂强度对比实验研究52-57
• 4.5 本章小结57-59
• 5 主要结论与发展方向59-62
• 5.1 主要结论59-60
• 5.2 发展方向60-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-68
• 附录 作者攻读硕士学位期间发表的论文68

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