含重金属冶炼废水的混凝沉淀和吸附处理研究

摘要

近年来,随着工业的快速发展,重金属废水的排放量日益增加,对环境的危害也日益严峻,因此,重金属废水处理也日益迫切。
　　本研究通过对某钢铁企业废水成分的分析测定,结合工业废水排放量大,重金属浓度较低的特点,选用经化学或物理方法进行预处理,再经反渗透等膜处理工艺进行深度处理的复合工艺。在预处理阶段,主要研究了混凝沉淀法和壳聚糖吸附法两种处理方法的工艺和药剂投加量的最优条件并对两种处理方法的经济性进行综合分析。
　　根据某钢铁企业冶炼废水成分特点,使用硝酸铜、硝酸锌、醋酸铅、硝酸镉以及高岭土来配置成的含Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+的浓度分别为2 mg/L、5 mg/L、50 mg/L和60 mg/L,浊度达到450NTU左右的中低浓度的模拟复合型重金属废水作为实验废水来源。
　　混凝沉淀法处理重金属废水有较好的效果,主要混凝剂为聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺。其最优的操作条件为:反应pH为9;PFS和PAM的投加量分别为250 mg/L和5 mg/L;快速搅拌过程的搅拌速度为140rpm,搅拌时间为4min;慢速搅拌速度为60rpm,搅拌时间为15min时。处理后,Cu2+和Pb2+的浓度使用相关检测仪器均检测不出,Cd2+的浓度达到0.027 mg/L,Zn2+的浓度达到0.056 mg/L,均达到国家排放标准(GB8978-1996)的要求,且上清液的浊度均低于10NTU,pH值接近7。
　　壳聚糖是一种高效的重金属吸附剂,本实验通过单因素试验确定其最佳的工艺条件为:废水的pH值为8,作为吸附剂的壳聚糖加入量为200 mg/L,搅拌吸附时间为40min时,处理后,Cu2+和Pb2+的浓度均检测不出,Cd2+的残余浓度可以达到0.031 mg/L,Zn2+的浓度可以达到0.062 mg/L,均达到国家排放标准(GB8978-1996)的要求,且过滤后上清液的浊度均低于10NTU,pH值接近7。
　　通过对两种预处理方法经济性分析,可以发现,采用混凝沉淀法,每预处理1m3的废水,所需要的经济成本约为0.37元。而采用壳聚糖吸附法,处理1m3的废水所需要的吸附剂成本相对较高,必须考虑回收再用。

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第1章 前言

1.1 重金属污染的现状及危害

1.2 重金属废水处理方法的介绍

1.3 混凝理论及其研究进展

1.4 课题来源及处理方法的选择

1.5 部分重金属离子的排放标准和企业源水重金属含量

第2章 实验材料、仪器和实验准备

2.1 实验材料及设备

2.2 实验仪器与设备

2.3 实验准备

2.4 去除率的计算方法

第3章 混凝沉淀法预处理重金属废水

3.1 实验原理

3.2 实验方法

3.3 结果与讨论

3.4 混凝沉淀法正交实验

3.5 本章小结

第4章 壳聚糖吸附法预处理模拟废水

4.1 基本原理

4.2 实验方法

4.3 实验结果与讨论

4.4 本章小结

第5章 两种预处理方法经济性分析

5.1 混凝沉淀法预处理重金属废水经济性

5.2 壳聚糖吸附法预处理重金属废水经济性

5.3 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢