铁系混凝剂的制备及在废水处理中的应用研究

摘要

近年来，随着钢铁、机械、化工等行业的迅速发展，为改善金属表面的质量而用酸对金属表面进行酸洗除锈产生的具有强烈腐蚀性的酸洗废液日益增多，如果这些酸洗废液不经妥善处理直接排放，不仅污染环境，而且还会造成大量可利用资源的浪费，所以实现酸洗废液资源化利用的研究变的尤为重要。
　　本文针对镀锌厂、钢帘线厂、带钢厂，这三个最具代表性企业产生的废酸进行了研究，其废酸分别依次编号为废酸A、废酸B、废酸C，利用这三种废酸直接制备的复合铁盐混凝剂定为Ⅰ型，调整废酸中铁浓度后制备的标准氯化铁混凝剂定为Ⅱ型，直接制备的聚合氯化铁混凝剂定为Ⅲ型，调整废酸中铁浓度后制备的聚合氯化铁混凝剂定为Ⅳ型。这些混凝剂在城市污水厂原水和水产品加工行业废水上进行了混凝应用测试，考核指标为CODcr和TP，以此确定混凝剂的最佳制备方案，并对其在相应废水中的应用进行了初步研究。研究结果如下：
　　(1)利用废酸A制备的四种型号混凝剂中，用在城市污水厂原水处理时，以制成氯化铁含量为22.3％的复合铁盐混凝剂(A-Ⅰ型)为效果最好;以制成氯化铁含量为38％的标准氯化铁（A-Ⅱ型）为效果最好;以制成盐基度为4.9％的聚合氯化铁（A-Ⅲ型）为效果最好;以制成盐基度为9.0％的聚合氯化铁(A-Ⅳ型)为效果最好。用在水产加工行业废水处理时，以制成氯化铁含量为22.3％的复合铁盐混凝剂（A-Ⅰ型）为效果最好;以制成氯化铁含量为38％的标准氯化铁（A-Ⅱ型）为效果最好;以制成盐基度为3.6％聚合氯化铁（A-Ⅲ型）为效果最好;以制成盐基度为4.4％的聚合氯化铁（A-Ⅳ型）为效果最好。
　　(2)利用废酸B制备的四种型号混凝剂中，用在城市污水厂原水处理时，以制成氯化铁含量为25.2％的复合铁盐混凝剂（B-Ⅰ型）为效果最好;以制成氯化铁含量为38％的标准氯化铁（B-Ⅱ型）为效果最好;以制成盐基度为5.6％聚合氯化铁（B-Ⅲ型）为效果最好;以制成盐基度为9.3％的聚合氯化铁（B-Ⅳ型）为效果最好。用在水产加工行业废水处理时，以制成氯化铁含量为27.8％的复合铁盐混凝剂（B-Ⅰ型）为效果最好;以制成氯化铁含量为38％的标准氯化铁(B-Ⅱ型)为效果最好;以制成盐基度为4.3％的聚合氯化铁(B-Ⅲ型)为效果最好;以制成盐基度为2.9％的聚合氯化铁（B-Ⅳ型）为效果最好。
　　(3)利用废酸C制备的三种型号混凝剂中，用在城市污水厂原水处理时，以制成氯化铁含量为34.4％的复合铁盐混凝剂（C-Ⅰ型）为效果最好;以制成氯化铁含量为38％的标准氯化铁（C-Ⅱ型）为效果最好;以制成盐基度为6.6％的聚合氯化铁（C-Ⅲ型）为效果最好。用在水产加工行业废水处理时，以制成氯化铁含量为32.3％的复合铁盐混凝剂（C-Ⅰ型）为效果最好;以制成氯化铁含量为38％的标准氯化铁（C-Ⅱ型）为效果最好;以制成盐基度为7.9％的聚合氯化铁（C-Ⅲ型）为效果最好。
　　(4)在这四种型号的混凝剂中，不论用在城市污水厂原水还是水产加工行业废水，废酸A、废酸B均是以制成聚合氯化铁（Ⅳ型）为效果最好，其中聚合氯化铁混凝剂（A-Ⅳ型）对城市污水厂原水的CODcr和TP去除率可分别达到82.5％、97.1％，对水产加工行业废水的CODcr和TP去除率可分别达到68.2％、98.7％;聚合氯化铁混凝剂（B-Ⅳ型）对城市污水厂原水的CODcr和TP去除率可分别达到80.6％、95.7％，对水产加工行业废水的CODcr和TP去除率可分别达到66.6％、97.3％。
　　对于废酸C，用于城市污水厂原水处理时，以制成聚合氯化铁（C-Ⅲ型）为效果最好，CODcr和TP去除率可分别达到82.7％、97.3％;用于水产加工行业废水处理时，以制成标准氯化铁（C-Ⅱ型）为效果最好，CODcr和TP去除率可分别达到69.1％、98.0％。
　　综上，本论文制备的铁系混凝剂不仅实现了废酸的资源化利用，变危险废物为有用资源，而且铁系混凝剂表现出良好的混凝效果，具有较强的市场竞争优势和应用发展前景。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 废酸的来源及危害

1．3 废酸的处理及综合利用

1．3．1 直接焙烧法

1．3．2 萃取法

1．3．3 膜分离法

1．3．4 蒸发法

1．3．5 化学转化法

1．4 混凝剂的研究进展

1．4．1 无机混凝剂

1．4．2 有机高分子混凝剂

1．4．3 生物混凝剂

1．4．4 复合混凝剂

1．5 课题研究的目的、意义及内容

1．5．1 课题研究目的和意义

1．5．2 课题研究内容

第2章 试验材料与方法

2．1 试验材料

2．1．1 废酸的种类

2．1．2 试验水样

2．1．2 试验主要试剂与仪器

2．2 试验方案

2．3 试验检测方法

2．3．1 氯化铁的测定

2．3．2 氯化亚铁的测定

2．3．3 游离酸的测定

2．3．4 Fe3+的测定

2．3．5 盐基度的测定

2．3．6 CODcr的测定

2．3．7 TP的测定

第3章 铁系混凝剂的制备

3．1 利用废酸A制备铁系混凝剂

3．1．1 复合铁盐混凝剂(A-Ⅰ型)的制备

3．1．2 标准氯化铁混凝剂(A-Ⅱ型)的制备

3．1．3 聚合氯化铁混凝剂(A-Ⅲ型)的制备

3．1．4 聚合氯化铁混凝剂(A-Ⅳ型)的制备

3．2 利用废酸B制备铁系混凝剂

3．2．1 复合铁盐混凝剂(B-Ⅰ型)的制备

3．2．2 标准氯化铁混凝剂(B-Ⅱ型)的制备

3．2．3 聚合氯化铁混凝剂(B-Ⅲ型)的制备

3．2．4 聚合氯化铁混凝剂(B-Ⅳ型)的制备

3．3 利用废酸C制备铁系混凝剂

3．3．1 复合铁盐混凝剂(C-Ⅰ型)的制备

3．3．2 标准氯化铁混凝剂(C-Ⅱ型)的制备

3．3．3 聚合氯化铁混凝剂(C-Ⅲ型)的制备

3．4 本章小结

第4章 铁系混凝剂在城市污水厂原水中的应用研究

4．1 利用废酸A制备的铁系混凝剂处理城市污厂原水的应用研究

4．2 利用废酸B制备的铁系混凝剂处理城市污水厂原水的应用研究

4．3 利用废酸C制备的铁系混凝剂处理城市污水厂原水的应用研究

4．4 不同铁系混凝剂对城市污水厂原水混凝效果的比较

4．5 本章小结

第5章 铁系混凝剂在水产加工行业废水中的应用研究

5．1 利用废酸A制备的铁系混凝剂处理水产加工废水的应用研究

5．2 利用废酸B制备的铁系混凝剂处理水产加工废水的应用研究

5．3 利用废酸C制备的铁系混凝剂处理水产加工废水的应用研究

5．4 不同铁系混凝剂对水产加工废水混凝效果的比较

5．5 本章小结

第6章 结论与建议

6．1 结论

6．2 建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作

致谢