金川二冶炼厂含铜镍钴废水治理研究

摘要

环境保护已成为人们所关心的热点问题,水污染尤为如此.本论文所涉及的水污染是金川公司二冶炼厂外排的含镍、钴、铜等重金属的废水.该废水是一复杂体系,含有大量的电解质和配离子.本论文首先对试验涉及的Me(Ⅱ)-H<,2>O、Me(Ⅱ)-HN<,3>-H<,2>O、Me(Ⅱ)-S<,2->-H<,2>O、Me(Ⅱ)-HN<,3>-S<,2->-H<,2>O四种体系进行了理论计算,给出了各体系的残余浓度最小值及其pH值、小于1 mg/L的pH值范围,为试验参数水平的选择、处理效果的预见提供了依据.对于实际处理中,混凝法pH值要求大于9.50而不是8.80原因是由于体系的硫酸根离子与镍离子发生的配合作用,增大了体系镍的残余浓度.在混凝法处理中,混凝剂的作用是网罗卷带作用和卷扫絮凝.硫化沉淀-混凝联用法中混凝剂的作用机理为卷扫絮凝和电性中和.其次,试验对目前水处理站工艺进行了研究,结果表明,液体PFS用量可降至Fe/Me为1、PAM用量降至2 mg/L,但是不可通过降低pH值条件来降低生产成本.进一步的研究显示,采用复配药剂(聚合硫酸铁与聚合氯化铝按Fe/Al质量为1复配)能改善处理效果、降低生产成本,工业试验表明,当pH值大于9.50,复配药、PAM用量分别控制在Fe/Me=0.25~0.5、4 mg/L范围时,处理后废水中镍、钻、铜的残余浓度分别为0.57、0.12、0.04 mg/L,处理药剂成本平均为0.229元/m<'3>,大大低于2001年的成本.另外,二钴废水混入当前工艺,使得处理效果恶化,成本显著提高,虽然可通过硫化沉淀法可降低生产成本,但是综合考虑二钴废水不宜混入当前的生产工艺流程.最后,研究表明要使二钴废水处理成本低,pH应当控制在8以下.在其废水处理工艺中,以以废治废工艺最好,工艺其实质是硫化沉淀-混凝联用法,该方法能显著地降低生产成本、改善处理效果,且钴离子残余浓度影响由大到小的顺序为:硫化钠用量→液体聚合硫酸铁用量→pH值,最佳工艺条件可选择为硫化钠添加量为0.073 g/L,pH控制在7.0,液体聚合硫酸铁用量为Fe/[Me]=2:1.

目录

文摘

英文文摘

前言

原创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章文献综述

1.1重金属废水的来源与危害

1.1.1重金属废水的来源

1.1.2重金属的危害

1.2重金属废水处理技术综述

1.2.1吸附法

1.2.2混凝法

1.2.3化学沉淀法

1.2.4浮选法

1.3课题背景

1.3.1金川公司水资源状况

1.3.2二冶炼厂废水处理站处理技术工艺变迁

1.3.3研究内容与目的

第二章试验方法

2.1水样与试剂

2.1.1 水样

2.1.2试剂

2.1.3试验仪器

2.2试验方案

2.3试验方法

2.3.1混凝试验

2.3.2硫化沉淀-混凝联合试验

2.4分析方法

第三章废水体系的理论计算

3.1 Me(Ⅱ)-H2O体系的溶液化学计算

3.2 Me(Ⅱ)-NH3-H2O体系的溶液化学计算

3.3 Me(Ⅱ)-S2--H2O体系的溶液化学计算

3.4 Me(Ⅱ)-NH3-S2--H2O体系的溶液化学计算

3.5 SO2- 4离子对混凝处理效果的影响

3.6混凝剂水解过程的溶液化学行为

3.7本章小节

第四章含铜、镍、钴废水小型试验研究

4.1预备试验

4.1.1 pH值对混凝效果的影响

4.1.2 PFS用量对处理效果的影响

4.1.3 PAM用量对处理效果的影响

4.1.4二钴废水pH调节试验

4.2铁盐、铝盐类混凝剂处理试验研究

4.2.1聚合氯化铝法

4.2.2复配药剂法

4.3二钴废水的混入对混凝效果的影响

4.3.1 pH值条件试验

4.3.2 PFS用量条件试验

4.4混合废水的硫化沉淀-混凝法处理

4.4.1 PFS的正交试验

4.4.2硫酸亚铁作混凝剂对处理效果的影响

4.4.3 pH值对处理效果的影响

4.5二钴废水的单独处理

4.5.1吸附法

4.5.2沉淀法

4.6二钴废水的以废治废

4.6.1配比试验

4.6.2正交试验

4.7本章小结

第五章工业试验研究

5.1原水基本性质

5.2试验方法

5.3试验条件

5.4试验结果

5.4.1参数调试阶段

5.4.2最优条件试验阶段

5.5本章小结

第六章结论

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果

附录