化学沉淀法除冶炼综合废水中Ca2+和SO42-的试验研究

摘要

提高工业废水的回用率是工业节水的重要途径，也是解决中国水资源紧张的重要途径。有色金属湿法冶炼中普遍会使用硫酸盐体系，因此每年会产生大量的含有重金属的酸性硫酸盐废水。目前，在重金属废水处理中，最普遍采用的方法是石灰中和法。但工业实践工程中发现，污废水站处理后的水中硫酸根离子和钙离子浓度过高，不能达到《城市污水再生利用工业用水水质》和《再生水水质指标》规定的再生水用作工业用水水源(工艺与产品用水)的水质标准。
　　本研究在循环经济产业政策的指导下，针对广西南丹工业园区污废水站处理后出水存在的问题，重点研究了利用碳酸钡去除出水中过高的硫酸根离子和钙离子。
　　本试验初采用试验室配制的饱和硫酸钙溶液作为模拟水样，采用较为经济的碳酸钡作为投加药剂。通过动态试验，研究不同投加剂量、温度、反应时间以及搅拌速率等因素对碳酸钡粉末去除水中硫酸根、钙离子效果的影响，并分析相应的反应机理。然后将模拟废水的试验数据指导实际废水的试验研究以期获得去除效果最佳的试验条件。研究结果表明：
　　(1)模拟废水试验：水中硫酸根在1400mg/L，钙离子在500mg/L浓度水平下，碳酸钡与硫酸根的浓度比值为1.6，温度25℃，搅拌时间20min，搅拌速率460r/min时，水中残余硫酸根和钙硬度可以分别稳定在250mg/L和250mg/L(以CaCO3计)以下。
　　(2)实际废水试验：水中硫酸根在4482.88mg/L，钙离子在1867.9mg/L浓度水平下，碳酸钡与硫酸根的比值为1.5，温度30℃，采取分两段搅拌方式进行，第一段搅拌20min，第二段搅拌10min，搅拌速率均为460r/min时，水中残余硫酸根和钙硬度可以分别稳定在250mg/L和250rag/L(以CaCO3计)以下，达到了《城市污水再生利用工业用水水质》和《再生水水质指标》的要求。
　　(3)与传统的氯化钡-纯碱法相比，碳酸钡法采用的碳酸钡是一种廉价高效的净水试剂，可以在废水回用、工业循环用水等领域中去除硫酸根和钙离子。

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附表索引

第1章 绪论

1.1 前言

1.2 有色金属湿法冶炼废水的水质特征及存在的问题

1.2.1 有色金属冶炼废水的来源和性质及用水分布情况

1.2.2 有色金属冶炼废水所存在的问题

1.3 去除Ca2+与SO42－方法简介

1.3.1 氯化钡－纯碱法

1.3.2 氯化钙法

1.3.3 SRS膜分离法

1.3.4 碳酸钡法

1.4 本研究的目的和意义

1.5 主要研究内容及技术路线

1.5.1 主要研究内容

1.5.2 技术路线

第2章 碳酸钡法去除Ca2+和SO42-的原理和试验方法

2.1 碳酸钡的性质及在水处理中的应用

2.1.1 碳酸钡的性质

2.1.2 碳酸钡在水处理中的应用研究现状

2.2 碳酸钡去除水中Ca2+和SO42-机理

2.2.1 溶度积原理

2.2.2 热力学原理

2.3 影响因素的确定

2.4 试验装置与方法

2.4.1 试验水样

2.4.2 试验的基本流程

2.4.3 试验的测定方法和设备

第3章 模拟废水试验结果与分析

3.1 模拟废水反应温度对试验结果的影响

3.2 模拟废水投加比对试验结果的影响

3.3 模拟废水搅拌速率对试验结果的影响

3.4 模拟废水搅拌时间对试验结果的影响

3.5 模拟废水试验小结

第4章 实际废水试验结果与分析

4.1 实际废水的性质

4.2 实际废水搅拌时间对试验结果的影响

4.3 实际废水反应温度对试验结果的影响

4.4 实际废水投加比对试验结果的影响

4.5 沉淀时间对实际废水试验结果的影响

4.6 钡离子的浸出性毒性试验结果

4.7 成本估算

4.8 实际废水试验小结

结论与研究展望

试验结论

研究展望

参考文献

致 谢