【摘要】：鋼鐵廠原礦石及燃煤在燒結(jié)過程中產(chǎn)生的脫硫煙氣含鉛、鋅、鉈等重金屬,其中鉈是一種劇毒有害物質(zhì),具有積蓄性,毒性作用可持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間。鉈污染水體對(duì)民眾身體健康的危害極大。由于去除水中鉈的成熟穩(wěn)定技術(shù)及大規(guī)模應(yīng)用較少,且氧化鎂濕法脫硫工藝產(chǎn)生的脫硫廢水中含有大量的亞硫酸鎂、硫酸鎂以及氯離子等,大大增加了鉈去除的難度。因此,尋求一種有效去除燒結(jié)脫硫廢水中鉈的方法極為必要。本研究提出混凝強(qiáng)化ZTI重金屬捕集的方法處理燒結(jié)脫硫廢水中重金屬鉈,以PAC和FeSO_4為混凝劑,自主研制的改良DTC類重金屬捕集劑ZTI,應(yīng)用于廣東某鋼鐵廠的1200 m~3/d的燒結(jié)脫硫廢水升級(jí)改造工程實(shí)踐,并總結(jié)了該方法處理含鉈廢水的工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)、啟動(dòng)方式以及運(yùn)行策略,評(píng)價(jià)了該工藝的技術(shù)特點(diǎn);通過實(shí)例工程運(yùn)行費(fèi)用分析,評(píng)價(jià)了該工藝的經(jīng)濟(jì)性。采用混凝強(qiáng)化ZTI重金屬捕集法去除燒結(jié)脫硫廢水中鉈的小試及中試試驗(yàn)結(jié)果表明,混凝強(qiáng)化ZTI重金屬捕集工藝可在穩(wěn)定除鉈的同時(shí)去除廢水中砷、銅、鎘、鉛、鋅等重金屬,“混凝+ZTI重捕劑”法處理燒結(jié)脫硫含鉈廢水的效果優(yōu)于“ZTI重捕劑+混凝”法,出水水質(zhì)指標(biāo)中鉈金屬含量達(dá)到小于0.005 mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)。采用混凝強(qiáng)化ZTI重金屬捕集法進(jìn)行燒結(jié)脫硫廢水處理生產(chǎn)性試驗(yàn),先使用混凝劑PAC和FeSO_4去除部分污染物,降低后續(xù)工藝的處理負(fù)荷,再投加ZTI重捕劑,藥劑投加量10 ml/L,反應(yīng)10-30 min后,生成不溶物后進(jìn)行固液分離。結(jié)果表明,廢水處理后重金屬鉈的濃度在0.1-4.65μg/L之間,達(dá)到0.005 mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn),出水水質(zhì)中鋅、鉛、鎘、銅、砷的濃度分別為0.066、0.0094、0.00012、0.010、0.010 mg/L,穩(wěn)定達(dá)到各自的出水水質(zhì)要求。表明該方法可以同時(shí)去除鉈和其他重金屬離子,且不溶物沉淀速度快,易于固液分離。采用混凝強(qiáng)化ZTI重金屬捕集法對(duì)廣東某鋼鐵廠處理規(guī)模為1200 m~3/d的燒結(jié)脫硫含鉈廢水處理進(jìn)行升級(jí)改造。示范工程的運(yùn)行結(jié)果表明:進(jìn)水在經(jīng)過平流池、一級(jí)反應(yīng)沉淀池、二級(jí)反應(yīng)沉淀池、清水池和氧化脫氮池處理后,處理出水平均COD_(Cr)、氨氮、鉈、鋅、鉛、鎘、銅和砷的濃度分別為423.36、24.47、0.00421、1.12、0.84、0.06、0.03和0.38 mg/L,滿足《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13456-2012)表2中的各項(xiàng)污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)及廣東省《工業(yè)廢水鉈污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(征求意見稿)的要求�？梢詫�(shí)現(xiàn)COD_(Cr)削減量為687.18 t/a,氨氮削減量為188.47 t/a,鉈削減量為0.50 t/a�；炷龔�(qiáng)化ZTI重金屬捕集法對(duì)燒結(jié)脫硫含鉈廢水處理進(jìn)行升級(jí)改造的單位運(yùn)行成本為534.84萬元/年,即12.21元/噸污水。本升級(jí)改造工程是在企業(yè)傳統(tǒng)的“pH調(diào)整+混凝沉淀”工藝的基礎(chǔ)上,通過增加“投加ZTI重捕劑”優(yōu)化得到的新工藝,重金屬離子(尤其是鉈離子)的去除效果好,新增的構(gòu)筑物對(duì)占地的要求不高,整套工藝實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,對(duì)管理及操作技術(shù)人員的要求不高,可以在不增加太大的投資和運(yùn)行費(fèi)用基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)燒結(jié)脫硫含鉈廢水的達(dá)標(biāo)排放。
【圖文】：

第一章 緒論金屬捕集劑捕集重金屬離子的作用機(jī)理為：按照配位場(chǎng)理論的觀點(diǎn)，重金的配位原子上有孤電子對(duì)，易極化產(chǎn)生負(fù)電場(chǎng)，基團(tuán)能捕捉重金屬陽離子與重金屬離子發(fā)生相互作用，形成平面正方形或正四面體的空間構(gòu)型，進(jìn)定的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的重金屬離子螯合物。有機(jī)硫重金屬捕集劑如黃原酸重金屬捕集劑，與重金屬離子發(fā)生相互作用的作用機(jī)理如下圖所示[38]。

華南理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文屬捕集劑的表征其重金屬螯合物的紫外光譜，其中重金屬螯合可以看出，SDTC在254 nm和287 nm附近出現(xiàn)最遷，287 nm處為S-C=S基上硫原子上非鍵電子碳硫之間具有部分雙鍵的結(jié)構(gòu)特征；而SDTC-Cu移，說明配體分子的共軛體系發(fā)生了顯著變化合物。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X757

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