【摘要】：水處理過程產(chǎn)生了大量的污泥,水中含有的重金屬會(huì)進(jìn)入污泥中,常常會(huì)造成污泥中重金屬超標(biāo),使污泥成為危險(xiǎn)廢物,增大了污泥處理處置與資源化利用的難度。本文以降低污泥中重金屬含量為目的,從污泥產(chǎn)生的源頭——廢水中對(duì)重金屬預(yù)先脫除,避免大部分的重金屬進(jìn)入污泥體系,降低污泥中重金屬隱患,在污水中對(duì)重金屬進(jìn)行硫化沉淀預(yù)脫除,考查了靜態(tài)硫化沉淀、硫化沉淀浮選以及離子浮選對(duì)重金屬的脫除效果,并以城市污泥為原料制備了一種污泥基吸附劑,應(yīng)用到污水中重金屬預(yù)脫除的實(shí)驗(yàn)中。論文的主要結(jié)論如下:(1)在未添加污泥基吸附劑的條件下,對(duì)靜態(tài)硫化沉淀和硫化沉淀浮選實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了比較實(shí)驗(yàn),靜態(tài)硫化沉淀實(shí)驗(yàn)去除效率高,但因其沉淀不易分離,不適用于污水處理廠;硫化沉淀浮選操作簡單,能有效將重金屬硫化物與廢水分離,但重金屬的去除效率不高,對(duì)Cr~(3+)去除率僅為3.27%。實(shí)驗(yàn)表明,靜態(tài)硫化沉淀法不適用于污水處理廠,而硫化沉淀浮選實(shí)驗(yàn)工藝簡單,但存在去除效果不理想的缺點(diǎn)�？疾榱穗x子浮選對(duì)重金屬的脫除效果,對(duì)常用的幾種捕收劑進(jìn)行了比較,實(shí)驗(yàn)表明,效果最好的捕收劑為丁銨黑藥,當(dāng)用量為3.5 mg/L,浮選時(shí)間240 s,攪拌強(qiáng)度110 r/min時(shí),對(duì)Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)的去除率分別為17.89%、16.24%和18.92%,對(duì)Cr~(3+)的去除率為3.09%。(2)以污泥為原料制備污泥基吸附劑,為改善傳統(tǒng)污泥制備吸附劑孔隙較少,吸附效果較差,本實(shí)驗(yàn)添加板栗殼作為增碳劑,采用化學(xué)活化法,經(jīng)過對(duì)比采用ZnCl_2為活化劑,通過單因素實(shí)驗(yàn)確定水平和因素,最后通過正交實(shí)驗(yàn)確定最佳反應(yīng)條件,確定各因素的影響大小順序?yàn)?活化溫度板栗殼添加比活化劑濃度活化時(shí)間固液比,固液比的影響最小,且污泥與板栗殼制備污泥基吸附劑最優(yōu)制備條件為活化時(shí)間60 min,活化溫度650℃,氯化鋅濃度3 mol/L,固液比1:3,板栗殼添加量20%,在此條件下制備出污泥基吸附劑,并進(jìn)行表征與應(yīng)用。(3)研究了硫化沉淀-吸附-浮選實(shí)驗(yàn)對(duì)污水中重金屬預(yù)脫除的效果,即將制備的污泥基吸附劑作為載體加入浮選操作中。以一種COD、NH_3-N、TP分別為465 mg/L、55 mg/L、4.8 mg/L,主要重金屬離子為Zn~(2+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cr~(3+),濃度分別為0.513 mg/L、0.121 mg/L、0.072 mg/L、0.112 mg/L的城市污水水樣為對(duì)象,在不同的工藝參數(shù)下進(jìn)行了重金屬脫除實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,污泥基吸附劑用量為10 mg/L,硫化鈣5 mg/L,攪拌2 min后,加入733氧化石蠟皂3 mg/L和丁銨黑藥1 mg/L,攪拌1 min后再進(jìn)行浮選,浮選時(shí)間2 min,重金屬脫除后的出水中,COD、NH_3-N、TP分別為450 mg/L、47 mg/L、4.2 mg/L,主要重金屬離子Zn~(2+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cr~(3+),濃度分別為0.16 mg/L、0.04 mg/L、0.02 mg/L、0.05 mg/L,Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cr~(3+)的去除率分別為66.7%、68.6%、71.4%和50.3%,較好地實(shí)現(xiàn)了從污水中預(yù)先脫出重金屬的目的。以一種鉛鋅冶煉廢水為研究對(duì)象,對(duì)廢水中幾種主要的重金屬離子Zn~(2+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cr~(3+)的脫除效果進(jìn)行研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,冶煉廢水中Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cr~(3+)的去除率分別為80.23%、79.26%、89.08%、41.06%,通過浮選實(shí)驗(yàn)刮出的泡沫產(chǎn)品中重金屬含量較高,是一種優(yōu)質(zhì)的金屬礦產(chǎn)資源,可對(duì)泡沫產(chǎn)品進(jìn)行回收,有效將冶煉廢水中重金屬資源化、無害化,在一定程度上可降低冶煉廢水產(chǎn)生的污泥中重金屬含量,降低其危害性。
【圖文】：

只以污泥為原料，其他制備條件同 Y1，在此條件下制備的污泥基吸附代表在市面上購買的商業(yè)活性炭，對(duì)三種吸附劑進(jìn)行碘吸附值的測(cè)定，的碘吸附值為 567.28mg/g，比表面積為 604.87 m2/g，Y2的碘吸附值為 /g, 比表面積為 287.32 m2/g，Y3的碘吸附值為 1084.76 mg/g，比表面12.50 m2/g ,Y3＞Y1＞Y2。這是由于 Y1較 Y2原材料中含碳量有所增加，而購買的活性炭是以優(yōu)質(zhì)椰子殼經(jīng)系列生產(chǎn)工藝精加工而成，，含碳量豐富活性炭孔隙發(fā)達(dá)。.4.1 掃描電鏡分析樣品粉末抽濾與噴金處理后，在日立 S-3700N 型電子顯微鏡下對(duì)樣品面形貌觀察圖 3-7 中 a 為 Y1污泥基吸附劑的電鏡掃描圖，由圖可看出 Y的孔隙結(jié)構(gòu)，以中孔為主，而 b 為 Y2的掃描電鏡圖，表面較平整，孔隙較圖可知添加板栗殼的污泥基吸附劑比未添加板栗殼制備的污泥基吸附劑能較好，孔隙結(jié)構(gòu)較豐富。因此，在污泥中加入增碳劑，可有效提高污泥劑的吸附性能。b

圖 4-3 硫化鈣用量的影響Figure 4-3 Effect of calcium sulfide dosage知，重金屬去除率隨硫化鈣用量上升，當(dāng)硫化鈣趨于穩(wěn)定，繼續(xù)增大用量，重金屬去除率增幅蠟皂用量的影響氧化石蠟皂，是由飽和脂肪酸、含氧酸、二物和未氧化的烴類組成，主要用于氧化礦浮選硫化鈣用量為 5 mg/L，丁銨黑藥 1 mg/L，攪拌 2 min 的條件下，考查 733 對(duì)污水中重金屬去6070率(%)
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X703

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