絮凝-磁分离技术处理废水性能研究

摘要

随着国民经济的快速发展，化工行业在迅猛发展的同时也带来了严重的环境污染。化工行业门类繁多、工艺复杂、产品多样，因此化工废水具有产量大、成分复杂、污染物浓度含量高（特别是COD和浊度）等特点，已严重威胁到生态环境。开发高效、低成本处理化工废水新技术成为目前研究重点之一。
　　絮凝-磁分离技术是近几年比较热门的水处理技术，其独特优势在水处理领域已引起人们的广泛关注。本文旨在探究絮凝-磁分离技术在化工废水处理领域的应用前景，以期为化工废水处理工艺及废水达标排放提供技术参考。
　　本文以化工废水为试验水样，并以浊度和CODcr的去除率作为考察处理效果的指标，研究了絮凝-磁分离技术对实际化工废水的处理效果。试验首先筛选适宜絮凝剂，然后通过单因素静态试验和正交试验进行条件优化，最后分析了絮凝-磁分离法的作用机理。结果表明，絮凝剂、PAM和磁粉复配处理化工废水得效果好于单一处理。最佳操作条件为：PFS和AlCl3的质量配比为1:1，投加量为800 mg/L，PAM投加量为8 mg/L，磁粉投加量为800 mg/L，药剂投加顺序为磁粉、絮凝剂、助凝剂，反应温度为30℃，沉降时间为25 min，pH值为6，CODcr和浊度去除率分别为54.9%和94.2%。通过正交试验，得出影响处理效果的几个因素的主次顺序为：PFS和AlCl3复配絮凝剂投加量>pH>沉降时间>磁粉投加量。采用TGA、XRD、FTIR、SEM、振动样品磁强计、光学显微镜对磁粉及磁性絮体进行表征，实验结果表明，磁粉主要由Fe3O4构成且性质稳定；磁粉在吸附、架桥等方面强化絮凝效果。在外磁场作用下，磁性絮体沉降速度为480 cm/min。磁粉回收率可达99%以上，可循环利用，对处理效果无明显影响。将絮凝-磁分离技术应用于含油废水、生活污水、富营养化湖泊水等多种废水处理均取得了一定效果。
　　本文研究结果为化工废水高效处理提供了理论和技术参考。

目录

引言

1 绪论

1.1 化工废水简介

1.1.1 化工废水来源

1.1.2 化工废水特点

1.1.3 化工废水危害

1.1.4 化工废水处理现状

1.2 絮凝技术综述

1.2.1 絮凝剂研究进展

1.2.2 絮凝剂种类及应用

1.2.3 絮凝机理

1.3 磁分离技术

1.3.1 磁分离技术简介

1.3.2 磁种的种类

1.3.3 磁分离直接应用技术

1.3.4 磁分离技术与其他技术联用

1.4 絮凝-磁分离技术

1.4.1 絮凝-磁分离技术特点

1.4.2 絮凝-磁分离技术应用

1.4.3 絮凝-磁分离技术应用前景

1.5 论文主要研究目的及内容

2 材料与方法

2.1 实验仪器

2.2 实验药品

2.3 实验用水水质

2.4 实验方法

2.4.1 试验指标及测试方法

2.4.2 絮凝-磁分离处理方法

2.4.3 分析方法

3 结果与讨论

3.1 絮凝剂筛选

3.1.1 筛选适宜絮凝剂

3.1.2 确定絮凝剂组合方式

3.1.3 确定最佳絮凝剂复配比

3.2 优化试验

3.2.1 单因素静态试验

3.2.2 正交实验

3.2.3 小结

3.3 磁效应机理试验研究

3.3.1 磁性分析

3.3.2 热重分析

3.3.3 磁粉对Zeta电位影响研究

3.3.4 磁粉对絮凝过程的影响

3.3.5 扫描电镜分析

3.3.6 絮体红外谱图分析

3.3.7 沉降速度试验研究

3.3.8 小结

3.4 磁粉重复利用及回收磁粉表征

3.4.1 磁粉回收率

3.4.2 磁粉稳定性分析

3.4.3 小结

3.5 絮凝-磁分离技术对不同废水的处理研究

3.5.1 含油废水

3.5.2 生活污水

3.5.3 河道水

3.5.4 模拟染料废水

3.5.5 小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢