火电厂湿式烟气脱硫废水中汞的处理实验研究

发布时间：2017-08-26 14:33

  本文关键词：火电厂湿式烟气脱硫废水中汞的处理实验研究

  更多相关文章： 脱硫废水 Hg~(2+) 螯合 二硫代氨基甲酸盐 DTC-U DTCR

【摘要】：汞具有毒性大、不可自然降解、生物富集性强等特点,对人体健康和生态环境造成了严重危害。汞的主要排放源之一是燃煤电厂湿法脱硫废水,如何经济高效地去除脱硫废水中的Hg~(2+)成为近年来的热点研究之一。本文介绍了近年来国内外有关废水中Hg~(2+)去除方法以及燃煤电厂湿法脱硫废水中Hg~(2+)的处理技术,分析并提出了适合燃煤电厂湿法脱硫废水中Hg~(2+)去除的方法。通过查阅文献,用尿素(urea)、二硫化碳等价格低廉的原料,在碱性条件下制备了一种新型的二硫代氨基甲酸盐,命名为DTC-U。同时考察了最佳反应条件,确定了最优合成条件为:懫用水和乙醇为溶剂;尿素、氢氧化钠、二硫化碳的摩尔比为n(尿素):n(氢氧化钠):n(二硫化碳)=1:2.2:2.2;二硫化碳、乙醇的体积比为V(二硫化碳):V(乙醇)=1:1.5;反应温度为35℃;反应时间为3h。红外光谱特征表明DTC-U分子中具有二硫代氧基甲酸基团。考察了模拟脱硫废水中DTC-U投加量、pH值、反应温度、PAC和PAM投加量、反应时间等对Hg~(2+)去除效率的影响,通过实验发现,随着DTC-U投加量增加,Hg~(2+)去除率迅速增加,当加入的DTC-U与Hg~(2+)化学计量比为2:1时,Hg~(2+)去除率达到最大。DTC-U在pH=6-12都具有较高的去除效率,并且受pH变化影响不大。随着温度升高,Hg~(2+)去除效率升高,温度达到40℃时去除率达到72.4%,随后去除率随温度的上升缓慢增加。PAC和PAM的投加有助于进一步提高Hg~(2+)的去除率,同时随着反应时间的推移,Hg~(2+)的去除率呈现先上升再下降的现象,在反应时间为10min时,Hg~(2+)的去除率最高。在DTC-U单因素实验的基础上,将DTC-U与大分子螯合剂DTCR复配作为去除Hg~(2+)的添加剂,考察了两者之间的配比、pH值、反应温度、PAC和PAM投加量、反应时间、脱硫废水中典型的阴离子Cl~-、典型的阳离子Pb~(2+)等对Hg~(2+)去除效率的影响。通过实验发现,大分子螯合剂DTCR复配10%DTC-U在1倍理论投加量时已经和之前2倍投加量对Hg~(2+)去除率持平,从而很大程度上节省了成本,提高了DTCR的经济性。溶液初始pH值得变化对复配型DTCR对Hg~(2+)的去除率没有影响。随着反应温度的升高,Hg~(2+)的去除率逐渐增加,当温度超过40℃以后,Hg~(2+)的去除率增加幅度变缓。仅投加PAM可以进一步提高Hg~(2+)的去除率,投加PAC反而会使Hg~(2+)的去除率下降。随着反应时间的推移,Hg~(2+)的去除率呈现先上升再下降的现象,在反应时间为10min时,Hg~(2+)的去除率最高。溶液中Cl~-和Pb~(2+)的存在会抑制添加剂对Hg~(2+)的去除效果。综上,在实验室制备的小分子螯合剂DTC-U以及将其与传统的大分子螯合剂DTCR进行复配这两种添加剂对Hg~(2+)去除都有很高的效率,较好地解决了Hg~(2+)在脱硫废水中的二次污染问题,对烟气湿法脱硫废水中Hg~(2+)的处理的工业应用提供了理论依据。
【关键词】：脱硫废水 Hg~(2+) 螯合 二硫代氨基甲酸盐 DTC-U DTCR
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X773
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 汞的性质、来源与危害12-13
• 1.2.1 汞的基本性质12
• 1.2.2 汞的来源12-13
• 1.2.3 汞的危害13
• 1.3 废水中汞的去除技术13-14
• 1.3.1 吸附法13
• 1.3.2 微电解-混凝沉淀法13-14
• 1.3.3 化学沉淀法14
• 1.4 燃煤烟气中的汞14-16
• 1.4.1 燃煤烟气中的汞的性质14-15
• 1.4.2 燃煤汞的污染现状15
• 1.4.3 燃煤汞的控制15-16
• 1.5 燃煤烟气脱硫废水16
• 1.5.1 脱硫废水来源及特征16
• 1.5.2 脱硫废水处理技术16
• 1.6 螯合沉淀法的研究近况16-19
• 1.6.1 使用螯合沉淀法的必要性16-17
• 1.6.2 重金属螯合剂17-19
• 1.7 研究目的和主要研究内容19-21
• 1.7.1 研究目的19
• 1.7.2 研究内容19-21
• 第二章 脱硫废水的检测21-24
• 第三章 小分子螯合剂的制备与表征24-30
• 3.1 主要试剂24
• 3.2 实验仪器24
• 3.3 制备方法24-25
• 3.4 主要影响因素25-29
• 3.4.1 反应溶剂的影响25-26
• 3.4.2 二硫化碳用量的影响26-27
• 3.4.3 氢氧化钠用量的影响27
• 3.4.4 反应温度的影响27-28
• 3.4.5 反应时间的影响28-29
• 3.5 红外光谱表征29
• 3.6 结论29-30
• 第四章 实验部分30-44
• 4.1 实验主要试剂及仪器30
• 4.1.1 主要实验仪器30
• 4.1.2 主要实验试剂30
• 4.2 实验方法及装置30-32
• 4.2.1 主要试剂的配制30-31
• 4.2.2 废水中汞离子去除实验31-32
• 4.3 小分子重金属补集剂去除Hg~(2+)实验32-37
• 4.3.1 不同小分子补集剂投加量对Hg~(2+)去除效率的影响32
• 4.3.2 pH值对Hg~(2+)去除率的影响32-33
• 4.3.3 pH对DTC-U投加后的去除率的影响33-34
• 4.3.4 DTC-U投加量对Hg~(2+)去除效率的影响34
• 4.3.5 反应温度对Hg~(2+)去除效率的影响34-35
• 4.3.6 PAC投加量对Hg~(2+)去除效率的影响35-36
• 4.3.7 PAM投加量对Hg~(2+)去除效率的影响36
• 4.3.8 反应时间对Hg~(2+)去除效率的影响36-37
• 4.4 小分子螯合剂与大分子螯合剂复配去除Hg~(2+)实验37-44
• 4.4.1 DTC-U与DTCR的复配37-38
• 4.4.2 DTCR投加后pH对Hg~(2+)去除率的影响38-39
• 4.4.3 反应温度对Hg~(2+)去除效率的影响39
• 4.4.4 PAC投加量对Hg~(2+)去除效率的影响39-40
• 4.4.5 PAM投加量对Hg~(2+)去除效率的影响40-41
• 4.4.6 反应时间对Hg~(2+)去除效率的影响41-42
• 4.4.7 Cl~-的存在对Hg~(2+)去除效率的影响42
• 4.4.8 Pb~(2+)的存在对Hg~(2+)去除效率的影响42-44
• 第五章 结论与展望44-46
• 5.1 结论44-45
• 5.2 展望45-46
• 参考文献46-49
• 攻读硕士研究生期间发表的学术论文和参加科研情况49-50
• 致谢50

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本文编号：741948