沉淀-混凝-微滤工艺处理含锡废水和除锶中试装置设计

摘要

随着电镀、工业制镜、印刷电路等领域的迅速发展，含锡废水的排放越来越引起人们的关注。人体摄入过量的无机锡元素会引起病变，高浓度的锡会对水生生物产生危害，如果不经处理直接排放，无机锡在一定条件下通过烷基化等作用转化成有机锡，造成更为严重的危害。
　　研究了沉淀-混凝法和沉淀-混凝-微滤法对锡的去除。烧杯试验研究了沉淀剂种类、沉淀剂投加量、反应时间和搅拌强度对化学沉淀过程的影响，以及混凝剂种类、混凝剂投加量、搅拌强度和静沉时间对混凝效果的影响，确定了各影响因素的最佳值。结果表明：原水pH值约为3.0，锡浓度约为17.7 mg/L时，沉淀剂选择碳酸钠，最佳投加量为90 mg/L；混凝剂选择三氯化铁，最佳投加量为14 mg/L；反应时间为15 min；最佳G值为120 s-1。静沉时间为60 min时沉淀-混凝法能够满足排放标准，然而沉淀-混凝-微滤法能够显著提高出水水质，静沉时间为15 min时更加合理。
　　沉淀-混凝-微滤工艺小试试验考察了运行方式对锡去除效果的影响。间歇运行和连续运行方式下对锡的去除率均较高，当温度为25℃，原水pH值约为3.0，锡浓度约为17.5 mg/L时，采用烧杯试验确定的参数，该工艺对锡的去除率均高达99.97％。该工艺膜污染速率缓慢，膜污染阻力和滤饼层阻力占总阻力比例小，且经物理清洗后膜通量恢复率分别为86.5%和92.4%。
　　对小试试验的沉淀物进行固相分析，X射线光电子能谱分析（XPS）证明Sn2+形成了Sn(OH)2沉淀，Fe3+形成了Fe(OH)3沉淀，从而使锡、铁离子由液相转移到了沉淀中。扫描电镜（SEM-EDS）分析结果显示，沉淀物为无定型的絮体，呈团聚状，排列较整齐，元素分析结果定性验证了XPS分析结果。
　　基于课题组前期开发的载带沉淀-微滤除锶组合工艺，为实现工程应用，完成了中试试验装置的设计，包括工艺的优化计算、构筑物及其配套设备参数的计算以及装置PLC控制方案的确定，为后续开展中试研究奠定了基础。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 重金属废水处理概述

1.2 含锡废水的来源与危害

1.3 含锡废水研究进展

1.4 课题研究背景和内容

第2章 试验装置、材料与分析方法

2.1 试验装置

2.2 试验工艺参数

2.3 试验材料、监测项目与分析方法

第3章 沉淀法除锡烧杯试验

3.1 引言

3.2 试验原水

3.3 烧杯试验结果讨论

3.4 本章小结

第4章 沉淀-混凝-微滤工艺除锡小试试验

4.1 引言

4.2 试验原水与方法

4.3 间歇运行试验结果与讨论

4.4 连续运行试验结果与讨论

4.5 膜污染分析

4.6 固相分析

4.7 运行成本分析

4.8 经济效益分析

4.9 本章小结

第5章 载带沉淀-微滤组合工艺除锶中试装置设计

5.1 引言

5.2 设计水量及水质的确定

5.3 工艺流程的确定

5.4 主要装置设计计算

5.6 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢