印染废水为主的污水处理厂锑污染特征及吸附处理工艺研究

摘要

含锑化合物作为聚酯纤维行业常用的催化剂，会在纺织印染等下游行业的生产过程中释放出来，对环境造成危害。由于锑的毒性、生物有效性以及日益严重的锑污染现状，研究分析锑在纺织印染行业中的来源及排放特征，并提出一种高效、可行的处理技术具有重要的意义。
　　本文选择以印染废水为主的污水处理厂为研究对象，探明了污水处理厂纳管污水、重金属锑的来源及排放特征，建立了主要涉锑企业的锑排放清单和污水处理厂来源中的锑平衡。同时分析了锑在喷水织造和印染行业的工业来源，建立了生产过程中锑的物料平衡。在此基础上，本文提出一种处理低浓度含锑废水(100μg·L-1)的技术。主要研究结论如下:
　　1、污水处理厂纳管污水与锑的排放特征分析。2015年污水处理厂纳管企业中，印染行业废水占纳管总量的55.2％，排锑量占总量的97.4％，是该污水处理厂锑污染的主要来源。通过建立污水处理厂来源中的锑平衡，可知2015年印染行业、喷水织造行业和生活污水的排锑总量为866.9kg，污水处理厂进水中的锑总量为1062.9kg，相对误差为18.4％。此外，该污水处理厂进出水中Sb基本以Sb(Ⅴ)形态存在。
　　2、喷水织造行业锑污染的来源分析。结果表明，喷水织造企业织造废水Sb的平均浓度为9.4μg·L-1，且Sb基本以Sb(Ⅴ)形态存在，布料中锑的平均流失量为2.2mg·kg-1，锑的平均损失率仅为2.1％。因此，喷水织机织造工艺中锑的释放量较少，喷水织造行业并不是污水处理厂锑污染的主要来源。
　　3、印染行业锑污染的来源分析。锑会在印染生产过程中的退浆、水洗和染色工艺段中释放出来，且Sb基本以Sb(Ⅴ)形态存在，各工艺段Sb释放量的大小关系为:染色＞退浆＞水洗。两家企业布料中Sb的平均损失率分别为13.0％和33.4％，各工艺段中Sb的平均排放量分别为7.0mg·kg-1和46.3mg·kg-1，五种布料生产前和生产后物料中的Sb总量较为接近，但仍存在一定的误差。
　　4、FMBO吸附处理低浓度含锑废水的研究。通过氧化还原共沉淀法制备的铁锰复合氧化物(FMBO)吸附材料具有较大的比表面积和发达的孔隙结构，主要成分为Fe2O3和MnO2。FMBO吸附剂对Sb(Ⅴ)的吸附效果优于HFO和HMO，最佳条件下(初始pH为3.0，投加量为0.20g·L-1)，100μg·L-1模拟废水中Sb(Ⅴ)的去除率可达99.0％，且于20min内达到吸附平衡。

目录

声明

致谢

摘要

1．1 研究背景

1．2 纺织印染行业中锑的使用、迁移及排放分析

1．2．1 聚酯纤维行业(锑的使用)

1．2．2 纺织行业(锑的迁移)

1．2．3 印染行业(锑的排放)

1．3 锑的理化性质、存在形态及其危害

1．3．1 锑的理化性质及存在形态

1．3．2 锑的污染现状及其危害

1．4 含锑废水的处理技术

1．4．1 沉淀法

1．4．2 吸附法

1．4．3 电化学法

1．4．4 离子交换法

1．4．5 膜分离技术

1．5 铁锰复合氧化物在水处理方面的应用

1．6 研究目标及内容

1．6．1 研究目标

1．6．2 研究内容

2．1．1 实验试剂

2．1．2 实验仪器

2．2 实验方法

2．2．1 主要试剂的配制

2．2．2 吸附材料的制备

2．2．3 吸附实验

2．3 分析方法

2．3．2 布样Sb浓度的测定

2．3．3 染料sb浓度的测定

2．3．4 助剂Sb浓度的测定

2．3．5 Sb形态分析

2．3．6 铁、锰离子的测定

2．4 吸附材料的表征

2．4．3 比表面积(BET)和孔径分布

第三章 污水处理厂纳管污水与锑的排放特征分析

3．1 研究目的

3．2 污水处理厂运行情况

3．3 纳管污水来源情况

3．4 主要纳管企业调研

3．4．1 主要纳管企业的选择

3．4．2 主要纳管企业主营业务的调研

3．4．3 主要纳管企业纳管水量的调研

3．5 主要涉锑企业锑排放清单

3．5．1 主要涉锑企业确定

3．5．2 研究方法

3．5．3 研究结果与分析

3．6 污水处理厂来源中的锑平衡

3．6．1 研究方法

3．6．2 研究结果与分析

3．7 Sb存在形态分析

3．8 本章小结

4．1 研究目的

4．2 研究企业及其生产概况

4．3 研究方法

4．4 研究结果与分析

4．4．1 布料Sb的流失量分析

4．4．2 废水Sb的流失量分析

4．4．3 企业生产过程中锑的物料平衡

4．4．4 Sb存在形态分析

4．5 本章小结

5．1 研究目的

5．2 调研企业及其生产概况

5．2．1 调研企业的选择

5．2．2 企业A的生产概况

5．2．3 企业B的生产概况

5．3 研究方法

5．3．1 企业A的研究方法

5．3．2 企业B的研究方法

5．4 研究结果与分析

5．4．1 染料和助剂中锑含量的情况

5．4．2 企业A生产过程中锑的物料平衡

5．4．3 企业B生产过程中锑的物料平衡

5．4．4 Sb存在形态分析

5．5 本章小结

第六章 FMBO吸附处理低浓度含锑废水的研究

6．1 研究目的

6．2 FMBO吸附材料的表征

6．2．1 SEM分析

6．2．2 EDS分析

6．2．3 XPS分析

6．2．4 BET与孔径分布分析

6．3 吸附性能结果与分析

6．3．1 不同体系的吸附效果

6．3．2 初始pH对吸附的影响

6．3．3 吸附剂投加量对吸附的影响

6．3．4 共存离子对吸附的影响

6．3．5 吸附过程中铁、锰的溶出情况

6．4 本章小结

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

个人简历