废电脑酸洗废水中重金属Cu2+、Pb2+的处理

摘要

重金属废水成分复杂、毒性大，尤其是废水中含有多种有害金属离子，不能被环境中的微生物降解，会通过食物链逐渐富集，对人和生物有很强的毒害作用。研究去除重金属废水中有害金属离子的机理及处理设备的研制对消除有害金属的危害、加强有害金属和废水的回收利用、促进清洁生产具有重要的意义。
　　对于重金属废水，无论采用何种方法处理都不能使其中的重金属分解破坏，只能转移其存在的位置和转变其物理和化学形态。因此，无论从杜绝对环境的污染，还是从资源合理利用来考虑，重金属废水最理想的处理原则应是水与重金属两者都回收利用。本实验在用原子吸收法对废电脑中二十多重金属元素分析测定的基础上，针对该类板中铜、铅等金属含量高的特点，提出用石灰沉淀法和乳化液膜法对废电脑中铜、铅等金属进行处理回收。
　　石灰沉淀法通过调节pH值，根据不同金属在不同pH废水值下沉淀的特性，用石灰处理废电脑酸洗废液，采取分段中和，分步投加试剂，使各种重金属离子变成氢氧化物沉淀，以去除水中铜、铅离子，达到排放标准，同时回收一部分水。实验最佳处理工艺条件为:Cu2+沉淀剂用量为0.2％～0.3％，处理时间为30 min，处理温度为室温，pH值6～8，混凝剂宜采用高价铁盐如FeSO4;对于Pb2+处理条件为pH值在8.5～9.5范围内，沉淀剂投量宜超过理论计算值的15％～20％，混凝剂宜采用高价铁盐如FeCl3，投量宜采用10.5mg/L。在这样条件下，出水中Cu2+和Pb2+浓度均低于1.0 mg/L，达到排放标准。
　　乳化液膜法采用磷酸三丁酯-Span80-液体石蜡-煤油乳化液膜体系研究了Cu2+和Pb2+的迁移行为，探讨了膜相组成、外水相pH、内水相酸度、乳水比对Cu2+和Pb2+迁移率的影响，确定了最佳迁移条件，并在此条件下对含Cu2+和Pb2+废水进行了处理。结果表明，磷酸三丁酯-Span80-液体石蜡-煤油乳化液膜体系迁移、分离Pb2+的最佳条件为:体积分数6.0％ Span80，体积分数8.0％TBP，体积分数5～0％液体石蜡，体积分数81％煤油，内水相H2SO4浓度为1.0 mol/L，油内比Roi为1.0，乳水比Rew为0.2，外水相pH为3.5～4.0，迁移时间为20 min，Pb2+的迁移率可达99.4％;迁移、分离Cu2+的最佳条件:选择膜相组成为体积分数7.0％Span80，体积分数9.0％ TBP、、体积分数5～0％液体石蜡，体积分数80％煤油，内水相为2.0 mol/L H2SO4，油内比Roi为1.0，乳水比Rew为0.25，外水相的pH为4.0～4.5，迁移时间为15 min的条件下，Cu2+的迁移率可达99.5％。最后对含Cu2+和Pb2+废水经处理后，Pb2+和Cu2+含量均可降至1.0 mg/L，符合国家排放标准。

目录

摘要

1 绪论

1．1 课题背景

1．1．1 重金属废水的来源和性质

1．1．2 重金属废水中的主要污染物水平和处理系统设置

1．2 论文研究的目的及意义

1．3 论文研究内容

2 理论基础及文献综述

2．1 重金属废水处理的原则和方法

2．1．1 废水中常见重金属种类及危害

2．1．2 重金属废水污染现状

2．1．3 重金属废水的处理原则

2．1．4 重金属废水的处理方法

2．1．5 常见几种重金属排放标准

2．2 废电脑酸洗废液中重金属处理的理论基础

2．3 本章小结

3 中和沉淀法回收酸洗废液中重金属的实验研究

3．1 实验仪器和药品

3．1．1 实验仪器

3．1．2 实验药品

3．2 实验原理

3．2．1 重金属氢氧化物的溶度积

3．2．2 金属离子沉淀所需的pH值

3．3 实验方法

3．3．1 污染因子浓度的确定

3．3．2 确定金属离子沉淀的最佳范围

3．3．3 对共存金属离子进行分段处理

3．3．4 重金属溶液去除率的测定

3．3．5 加速沉淀的条件

3．4 结果与分析

3．4．1 一次中和反应沉淀剂用量对Cu2+去除率和Cu2+残留率的影响

3．4．2 一次中和反应时间对Cu2+去除率和Cu2+残留率的影响

3．4．3 一次中和反应过程中pH值对Cu2+去除率和Cu2+残留率的影响

3．4．4 一次中和反应混凝剂的种类对Cu2+残留率的影响

3．4．5 二次中和反应pH值对Pb2+去除率的影响

3．4．6 二次中和反应沉淀剂的投量对Pb2+去除率的影响

3．4．7 二次中和反应混凝剂的种类对Pb2+去除率的影响

3．4．8 二次中和反应混凝剂的投量对Pb2+去除率的影响

3．5 本章小结

4 乳状液膜法分离酸洗废水中Cu2+、Pb2+的实验研究

4．1 液膜的基本概念

4．1．1 液膜组成及类型

4．1．2 表面活性剂的分类和选择

4．1．3 载体的选择

4．2 实验仪器和药品

4．2．1 实验仪器

4．2．2 实验化学药剂

4．3 实验原理

4．4 实验方法

4．4．1 TBP-Span80-液体石蜡-煤油乳化液膜体系的制备

4．4．2 Cu2+、Pb2+的迁移实验

4．4．3 Cu2+、Pb2+浓度的测定

4．5 结果与分析

4．5．1 表面活性剂Span80浓度对Cu2+迁移率的影响

4．5．2 外水相pH值对Cu2+迁移的影响

4．5．3 反应时间对Cu2+迁移率的影响

4．5．4 载体浓度对Cu2+迁移率的影响

4．5．5 反应温度对Cu2+的迁移率的影响

4．5．6 油内比Roi对Cu2+迁移率的影响

4．5．7 乳水比Rew对Cu2+迁移率的影响

4．5．8 表面活性剂Span80浓度对Pb2+迁移率的影响

4．5．9 外水相pH值对Pb2+迁移率的影响

4．5．10 载体浓度对Pb2+迁移率的影响

4．5．11 反应温度对Pb2+的迁移的影响

4．5．12 内水相H2SO4浓度对Pb2+迁移率的影响

4．5．13 油内比Roi对Pb2+迁移率的影响

4．5．14 乳水比Rew对Pb2+迁移率的影响

4．6 本章小结

结论

建议和展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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