本論文研究平板陶瓷超濾膜工藝去除電鍍廢水中重金屬污染物工藝效果。采用實(shí)驗(yàn)室方法研究了常見5種重金屬離子的去除效果,比較了3種鹽分離子和2種電鍍添加劑對(duì)處理效果的影響,優(yōu)化Fenton氧化法破除EDTA和檸檬酸類絡(luò)合物的工藝條件,在中試規(guī)模試驗(yàn)中驗(yàn)證陶瓷膜處理效果的穩(wěn)定性和可靠性,確定并推薦了最佳工藝。分析總結(jié)了陶瓷膜應(yīng)用于白峰電鍍廢水處理效果和存在的問題,完成翰f汽配電鍍廢水改造項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)。陶瓷膜能夠有效去除Ni~(2+),最佳pH=10.5,膜通量為80 L/(m~2?h)。有關(guān)因素包括濃度負(fù)荷、電導(dǎo)率、鹽分離子包括Ca~(2+)、SO_4~(2-)、Cl~-離子、添加劑糖精鈉和十二烷基硫酸鈉等,對(duì)平板陶瓷膜處理效果影響不顯著。采用Fenton氧化法能夠有效破除EDTA、檸檬酸形成的絡(luò)合物。陶瓷膜能夠有效去除Ni~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cr~(3+)及Cd~(2+)等五種混合重金屬污染物,最佳pH=11,膜通量為80 L/(m~2?h)。陶瓷膜過濾運(yùn)行14 d,跨膜壓差增長(zhǎng)30.1 kPa,影響跨膜壓差的因素主要是可逆膜污染,少部分為不可逆膜污染。陶瓷膜過濾中試工藝能夠穩(wěn)定高效去除重金屬污染,最佳pH=9.5,膜通量為40 L/(m~2?h),堿劑選用NaOH。陶瓷膜出水顆粒粒徑分布以2-5μm居多,濁度低于0.1 NTU。陶瓷膜工藝用于白峰電鍍廢水處理,不需要投加PAC和PAM、不需要沉淀池,縮短了工藝流程,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。在運(yùn)行過程中,發(fā)現(xiàn)陶瓷膜不適用于處理強(qiáng)堿性廢水,存在環(huán)氧樹脂軟化和膜片強(qiáng)度下降的問題。論文研究成果應(yīng)用于翰f電鍍廢水處理工藝升級(jí)改造項(xiàng)目,采用強(qiáng)耐堿性的聚四氟乙烯(PTFE)膜,膜通量為50 L/(m~2?h),采用分類收集和再集中處理相結(jié)合的設(shè)計(jì)原則,處理水量400 m~3/d,其中130 m3/d進(jìn)行回用,270 m3/d達(dá)標(biāo)外排。項(xiàng)目投資333.85萬元,處理成本為14.06元/噸,具有較好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益義。
【學(xué)位單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X781.1
【部分圖文】：

第 1 章 引言2圖1.1 常見電鍍工藝流程示意圖鍍前處理包括磨光、堿性除油、電解拋光、酸洗活化等。前處理效果差，將會(huì)導(dǎo)致鍍件品質(zhì)不合格。磨光是除掉零件表面的銹蝕、毛刺、劃痕、砂眼、焊縫和氧化層等缺陷，提高零件的平整度。堿性除油是除掉鍍件表面保護(hù)性的油脂。電解拋光是進(jìn)一步降低鍍件表面的粗糙度。酸洗活化是除掉鍍件表面銹斑和氧化膜，使鍍件表面沒有雜質(zhì)。鍍前處理工序產(chǎn)生的廢水主要是含油廢水和酸堿廢水。鍍上金屬層是電鍍加工的核心工序，將直接影響鍍件的表面性能。影響鍍層質(zhì)量的因素主要是主鹽組分和添加劑。主鹽組分與添加劑的組合決定了鍍液的整體性能，比如在鍍鎳工藝中，加入十二烷基硫酸鈉后，鍍件表面張力下降，電沉積時(shí)在陰極析出的氫氣泡不易停留在陰極表面，由此可以減少鍍層麻點(diǎn)和針孔[9]。此工序產(chǎn)生的廢水含有重金屬離子、絡(luò)合劑、光亮劑及表面活性劑等物質(zhì)。鍍后處理用以增強(qiáng)鍍層的耐腐蝕性、可焊性以及抗變色能力等性能，這包括脫水處理、鈍化處理、防變色處理以及提高可焊性處理。此工序產(chǎn)生的廢水主要為鈍化廢水、刷洗地坪和極板的廢水[10]

種重金屬離子，常用于處理電鍍廢水[75,76]。常見的電鍍廢水處理工藝如圖1.2所示：圖1.2 電鍍廢水常規(guī)處理工藝示意圖堿液與重金屬離子反應(yīng)生成氫氧化物絮體，這類絮體密度低，難以沉降[77]。實(shí)際工程應(yīng)用中，投加鋁鹽或鐵鹽混凝劑來中和絮體表面負(fù)電荷使絮體達(dá)到電荷零點(diǎn)而發(fā)生混凝；通過聚丙烯酰胺（PAM）的網(wǎng)捕作用使絮體變大，加快沉降速度，強(qiáng)化工藝的沉淀效果[78]�；炷髲U水溢流進(jìn)入沉淀池，可以快速實(shí)現(xiàn)泥水分離，上清液經(jīng)回調(diào) pH 至 6-9 后排放，污泥外運(yùn)處理。（2）化學(xué)沉淀工藝的優(yōu)點(diǎn)及局限性為強(qiáng)化重金屬氫氧化物的沉淀效果

第 1 章 引言11圖1.3 有機(jī)超濾膜深度處理電鍍廢水工藝示意圖通過氧化破絡(luò)使絡(luò)合態(tài)的重金屬離子變成離子態(tài)，化學(xué)還原使六價(jià)鉻離子變?yōu)槿齼r(jià)鉻離子，完成預(yù)處理進(jìn)入調(diào)節(jié)池。投加堿液，使離子態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氫氧化物絮體，再投加添加 PAC，進(jìn)行快速混凝，使絮體脫穩(wěn)，再投加 PAM，使絮體聚沉，在沉淀池實(shí)現(xiàn)固液分離，污泥外運(yùn)處理。上清液進(jìn)入砂濾系統(tǒng)，盡可能去除參與濁度，降低進(jìn)入膜池的懸浮物負(fù)荷，最后經(jīng)過有機(jī)超濾膜處理，去除水中殘留的顆粒物質(zhì)

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本文編號(hào)：2822253