【摘要】：以鉛鋅為主的冶煉行業(yè)是含重金屬廢水的主要來源之一,由此帶來的環(huán)境問題也備受人們的關(guān)注。而在處理這類廢水時,企業(yè)一般使用傳統(tǒng)化學(xué)沉淀法,如石灰中和沉淀法,使用這一方法會存在藥劑消耗量大、污泥產(chǎn)生量大、出水無法達標等一系列的問題。而重金屬螯合劑可以在傳統(tǒng)化學(xué)沉淀法的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對廢水中重金屬離子的深化處理,這一方法為實現(xiàn)工業(yè)冶煉廢水中重金屬離子的“零排放”和再利用奠定了基礎(chǔ)。本論文以云南省某鉛鋅冶煉廠冶煉廢水為研究對象,采用實驗室研制的兩種重金屬螯合劑(HDTC、XCBY)強化石灰中和沉淀法對冶煉廢水中的Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Mn~(2+)四種金屬離子進行去除研究。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)通過單因素實驗得到分別用兩種重金屬螯合劑處理廢水時的最佳用量和pH范圍:投加重金屬螯合劑(HDTC)處理含重金屬冶煉廢水時,pH為10、HDTC用量為6 mg/L,此時廢水中Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Mn~(2+)殘余濃度為0.063 mg/L、0.69 mg/L、0.097 mg/L、1.38 mg/L;投加重金屬螯合劑(XCBY)處理含重金屬冶煉廢水時,pH為10、XCBY用量為80μL/L,此時廢水中Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Mn~(2+)殘余濃度為0.069 mg/L、0.88 mg/L、0.114 mg/L、2.22 mg/L。(2)采用高效重金屬鰲合沉淀劑強化石灰中和沉淀法可以在較低pH(pH=10)條件下脫除云南某鉛鋅冶煉廠高鹽廢水中的多種重金屬離子,通過對比投加重金屬螯合劑的實驗組與只加石灰的空白實驗組得出,在相同pH下加入重金屬螯合劑后的實驗組中Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Mn~(2+)四種重金屬離子的去除效果更好。(3)結(jié)合單因素實驗得到的研究結(jié)果,以HDTC和XCBY單因素最佳實驗結(jié)果為基礎(chǔ),采用三因素三水平響應(yīng)曲面法進行實驗,通過方差分析和曲面優(yōu)化,研究得到HDTC和XCBY混合使用時其處理效果明顯優(yōu)于這兩種藥劑單獨使用得到的處理效果,最優(yōu)條件為:pH值為10±0.2、HDTC用量為6±0.2 mg/L、XCBY用量75.5±0.2μL/L,此時冶煉廢水中Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)、Mn~(2+)的殘余濃度分別小于0.15 mg/L、0.01 mg/L、0.05 mg/L、0.1 mg/L,均達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838—2002)規(guī)定的限值,為廢水后續(xù)處理并實現(xiàn)了“零排放”創(chuàng)造了更好的條件。(4)連續(xù)工業(yè)試驗結(jié)果表明,采用混合使用HDTC和XCBY重金屬鰲合沉淀劑強化石灰中和沉淀法可以實現(xiàn)在較低pH(pH=10)條件下脫除云南某鉛鋅冶煉廠高鹽廢水中的多種重金屬離子,處理后廢水中Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)和Mn~(2+)等主要金屬離子濃度可分別穩(wěn)定達到0.05 mg/L、0.15 mg/L、0.05 mg/L、0.1 mg/L以下,為確保后續(xù)膜分離處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和降低運行費用創(chuàng)造了更好的條件。原有單一石灰中和工藝反應(yīng)pH為12~13,而改造后工藝反應(yīng)pH為10,石灰用量減少量不低于40%,脫鈣渣(碳酸鈣)產(chǎn)生量減少量不低于40%,有利于石灰-硫酸鈣渣的資源化利用和減少固廢的處理成本,且在實現(xiàn)廢水“零排放”的前提下,能大幅降低廢水處理運行費用。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X758

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