發(fā)布時(shí)間：2020-05-08 16:56

【摘要】：論文以內(nèi)蒙古某鋅濕法冶煉廠廢水為研究對(duì)象,采用分步還原法對(duì)廢水進(jìn)行了凈化并對(duì)凈化機(jī)制進(jìn)行了研究,研發(fā)了凈化后的廢水制備聚硫酸鐵鋅復(fù)鹽絮凝劑(PFSZ)的工藝,通過單因素條件試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法考察了不同反應(yīng)條件對(duì)制備PFSZ絮凝性能的影響。構(gòu)建了PFSZ中鐵、鋅的金屬量平衡模型,得到了產(chǎn)品中鐵、鋅分布來源規(guī)律。參照GB-14591-2016標(biāo)準(zhǔn),檢驗(yàn)了PFSZ的各項(xiàng)指標(biāo);利用SEM、XRD、FT-IR等對(duì)PFSZ進(jìn)行了.分析,得到了PFSZ的分子式。研究了PFSZ對(duì)造紙廠廢水的試驗(yàn)效果,對(duì)比了與同類市售產(chǎn)品PFS的性能差異,為鋅冶煉高鐵含砷廢水凈化及制備PFSZ提供理論基礎(chǔ)和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。針對(duì)內(nèi)蒙古某鋅冶煉廠廢水TFe、Zn2+、SO42-含量高,同時(shí)含有一定量Cu2+、As3+、Cd2+雜質(zhì)的特點(diǎn)。采用一段還原法與分步還原法對(duì)鋅冶煉高鐵含砷廢水進(jìn)行了凈化,分步還原法較一段還原法可大幅降低藥劑成本,凈化最佳試驗(yàn)條件為:先添加鐵粉反應(yīng)0.5 h、再添加鋅粉反應(yīng)1h,鐵粉、鋅粉添加量分別為0.7%(m/v)、0.4%(m/v),反應(yīng)溫度40℃,攪拌速度800 r/min。此條件下,As3+、Cu2+、Cd2+脫除率均可達(dá)99.99%。凈化后溶液TFe、Zn2+、S042-濃度分別為33.52 g/L、9.57 g/L、92.62 g/L。標(biāo)準(zhǔn)還原電極電動(dòng)勢(shì)與Ksp理論為凈化反應(yīng)發(fā)生的理論基礎(chǔ)。研發(fā)了一種凈化后的廢水制備PFSZ的工藝,由于高嶺土模擬廢水濁度較高,通過考察PFSZ對(duì)高嶺土模擬廢水的除濁效果來衡量產(chǎn)品的性能優(yōu)劣。通過單因素條件試驗(yàn)和響應(yīng)面法優(yōu)化試驗(yàn),獲得最佳工藝條件為:pH值為2.0、H202作為氧化劑、添加量5%(v/v)、S0427[Zn+Fe]在1.35、溫度60℃、固化時(shí)間2h,此條件下制得的PFSZ對(duì)高嶺土模擬廢水除濁率可達(dá)98.94%。各因素影響高嶺土除濁率的大小順序?yàn)?氧化劑的添加量反應(yīng)pH值SO427[Zn+Fe]比值。構(gòu)建了PFSZ中鐵、鋅的金屬量平衡模型,得到了產(chǎn)品中鐵、鋅分布規(guī)律。PFSZ中鐵金屬量41.5%、鋅金屬量54.74%來源于廢水,12.02%、39.53%分別來源于凈化工藝階段溶解的鐵粉與鋅粉。凈化工藝中鐵、鋅金屬量平衡的相對(duì)誤差分別為1.20%、0.94%,制備工藝階段鐵、鋅金屬量平衡相對(duì)誤差為1.32%、1.99%,整體工藝鐵、鋅金屬量平衡相對(duì)誤差分別為4.54%、6.08%,誤差在允許范圍內(nèi)。PFSZ的各項(xiàng)指標(biāo)均符合GB-14591-2016質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),屬于合格產(chǎn)品,可用于工業(yè)用水、污水及污泥的治理,但未達(dá)到一等品要求,不能用于生活飲用水處理。PFSZ顆粒呈非球形,官能團(tuán)主要為-OH、Fe-OH、Fe-O、Zn-O等,分子式為[(Fe,Zn)(OH)n(SO4)3-n/2]。PFSZ對(duì)造紙廠廢水絮凝效果較好,廢水pH值6.0、絮凝劑用量200 mg/L、溫度45℃條件下絮凝效果最佳,COD脫除率及除濁率分別可達(dá)65.0%、95.2%。PFSZ對(duì)造紙廠廢水絮凝效果優(yōu)于市售的PFS,這是由于PFSZ中的Fe3+與Zn2+產(chǎn)生了協(xié)同作用,絮凝能力要優(yōu)于單一的絮凝劑。
【圖文】：

同時(shí)含有數(shù)百毫克升的Ａｓ３＋、Ｃｕ２＋、Ｚｎ２＋、Ｃｄ２＋等重金屬離子［２］。砷為類金屬，毒性逡逑極強(qiáng)，在水中存在有機(jī)態(tài)和無機(jī)態(tài)兩種形態(tài)。砷的形態(tài)主要與水中的ｐＨ值、Ｅｈ值、逡逑溫度、共存離子、有機(jī)質(zhì)種類、濃度及懸浮顆粒的組成成分和數(shù)量等有關(guān)［３，４］。圖１．１逡逑所示為國(guó)家統(tǒng)計(jì)局預(yù)測(cè)的２０１６年一２０３０年我國(guó)廢水處理量情況。若鋅冶煉高鐵含砷逡逑廢水不加處理直接排放，對(duì)環(huán)境及人體健康均危害極大，廢水中的Ｃｕ２＋、Ａｓ３＋、Ｃｄ２＋逡逑等重金屬離子進(jìn)入土壤被植物吸收通過食物鏈影響人體健康。因此，，對(duì)鋅冶煉高鐵含逡逑砷重金屬?gòu)U水處理刻不容緩［５］。逡逑７００邐■■■處理量（億噸）邐噸處理費(fèi)用（元）邐３（）逡逑５８１逡逑６００邋－邋５２７邋邐邐２邋５逡逑４９２邋５００逡逑５００邋－邐４４５逡逑４２７邋４１0邋３９３邋３７７邐ｆ邋２邋０逡逑４００邋？邐３６２邋３４８邋３３４邋３２０邋0ｎ７逡逑３０７邋２９５邋２９５邋２９５邋２９５邋２９５邋２９５邐１．５逡逑ｉｎｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉ；；逡逑ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉｉ邐ｉｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐Ｉ邐ｉ邐ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐ｉ邐ｉｉ逡逑－ｋｒｏＣＡ３－ｕｏｉＣ７）＇＞Ｊ00ｃＤ0－＾ｒｏ0ｊ４＾ａｉａ）－ｓｊ0ｏｃ￡＞ｏ逡逑ｍｍｎｉｍｒｎｍｍｆＴｉｍｎｉｍｍｒＴｉｒｎｒｎ逡逑圖１．１邐２０１６—２０３０年我國(guó)廢水處理量預(yù)測(cè)逡逑１．２鋅冶煉氋鐵含砷廢水的處理研宄現(xiàn)狀逡逑Q兦�，袘┛嚩竾�?dān)含蓹┴靳橍防w拇矸椒ㄖ饕ㄖ瀉頭�、硫化物硲夙法、辶x俠胱詠換環(huán)�、铁菲c乖�、生武uǖ齲郟�，ＡP蕁Ｖ瀉頭üひ瞪嫌τ媒銜惴�，但处莱岓产辶x仙姆顯隙

本文編號(hào)：2654928