云南某铅锌冶炼厂含重金属高盐废水高效处理应用研究

发布时间：2020-04-02 05:30

【摘要】：以铅锌为主的冶炼行业是含重金属废水的主要来源之一,由此带来的环境问题也备受人们的关注。而在处理这类废水时,企业一般使用传统化学沉淀法,如石灰中和沉淀法,使用这一方法会存在药剂消耗量大、污泥产生量大、出水无法达标等一系列的问题。而重金属螯合剂可以在传统化学沉淀法的基础上实现对废水中重金属离子的深化处理,这一方法为实现工业冶炼废水中重金属离子的“零排放”和再利用奠定了基础。本论文以云南省某铅锌冶炼厂冶炼废水为研究对象,采用实验室研制的两种重金属螯合剂(HDTC、XCBY)强化石灰中和沉淀法对冶炼废水中的Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Mn~(2+)四种金属离子进行去除研究。主要研究内容及结论如下:(1)通过单因素实验得到分别用两种重金属螯合剂处理废水时的最佳用量和pH范围:投加重金属螯合剂(HDTC)处理含重金属冶炼废水时,pH为10、HDTC用量为6 mg/L,此时废水中Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Mn~(2+)残余浓度为0.063 mg/L、0.69 mg/L、0.097 mg/L、1.38 mg/L;投加重金属螯合剂(XCBY)处理含重金属冶炼废水时,pH为10、XCBY用量为80μL/L,此时废水中Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Mn~(2+)残余浓度为0.069 mg/L、0.88 mg/L、0.114 mg/L、2.22 mg/L。(2)采用高效重金属鳌合沉淀剂强化石灰中和沉淀法可以在较低pH(pH=10)条件下脱除云南某铅锌冶炼厂高盐废水中的多种重金属离子,通过对比投加重金属螯合剂的实验组与只加石灰的空白实验组得出,在相同pH下加入重金属螯合剂后的实验组中Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Mn~(2+)四种重金属离子的去除效果更好。(3)结合单因素实验得到的研究结果,以HDTC和XCBY单因素最佳实验结果为基础,采用三因素三水平响应曲面法进行实验,通过方差分析和曲面优化,研究得到HDTC和XCBY混合使用时其处理效果明显优于这两种药剂单独使用得到的处理效果,最优条件为:pH值为10±0.2、HDTC用量为6±0.2 mg/L、XCBY用量75.5±0.2μL/L,此时冶炼废水中Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)、Mn~(2+)的残余浓度分别小于0.15 mg/L、0.01 mg/L、0.05 mg/L、0.1 mg/L,均达到《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)规定的限值,为废水后续处理并实现了“零排放”创造了更好的条件。(4)连续工业试验结果表明,采用混合使用HDTC和XCBY重金属鳌合沉淀剂强化石灰中和沉淀法可以实现在较低pH(pH=10)条件下脱除云南某铅锌冶炼厂高盐废水中的多种重金属离子,处理后废水中Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)和Mn~(2+)等主要金属离子浓度可分别稳定达到0.05 mg/L、0.15 mg/L、0.05 mg/L、0.1 mg/L以下,为确保后续膜分离处理系统的稳定运行和降低运行费用创造了更好的条件。原有单一石灰中和工艺反应pH为12~13,而改造后工艺反应pH为10,石灰用量减少量不低于40%,脱钙渣(碳酸钙)产生量减少量不低于40%,有利于石灰-硫酸钙渣的资源化利用和减少固废的处理成本,且在实现废水“零排放”的前提下,能大幅降低废水处理运行费用。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X758

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