混凝强化ZTI重金属捕集法去除烧结脱硫废水中铊的工程实践

发布时间：2020-05-23 05:09

【摘要】：钢铁厂原矿石及燃煤在烧结过程中产生的脱硫烟气含铅、锌、铊等重金属,其中铊是一种剧毒有害物质,具有积蓄性,毒性作用可持续较长时间。铊污染水体对民众身体健康的危害极大。由于去除水中铊的成熟稳定技术及大规模应用较少,且氧化镁湿法脱硫工艺产生的脱硫废水中含有大量的亚硫酸镁、硫酸镁以及氯离子等,大大增加了铊去除的难度。因此,寻求一种有效去除烧结脱硫废水中铊的方法极为必要。本研究提出混凝强化ZTI重金属捕集的方法处理烧结脱硫废水中重金属铊,以PAC和FeSO_4为混凝剂,自主研制的改良DTC类重金属捕集剂ZTI,应用于广东某钢铁厂的1200 m~3/d的烧结脱硫废水升级改造工程实践,并总结了该方法处理含铊废水的工艺设计要点、启动方式以及运行策略,评价了该工艺的技术特点;通过实例工程运行费用分析,评价了该工艺的经济性。采用混凝强化ZTI重金属捕集法去除烧结脱硫废水中铊的小试及中试试验结果表明,混凝强化ZTI重金属捕集工艺可在稳定除铊的同时去除废水中砷、铜、镉、铅、锌等重金属,“混凝+ZTI重捕剂”法处理烧结脱硫含铊废水的效果优于“ZTI重捕剂+混凝”法,出水水质指标中铊金属含量达到小于0.005 mg/L的排放标准。采用混凝强化ZTI重金属捕集法进行烧结脱硫废水处理生产性试验,先使用混凝剂PAC和FeSO_4去除部分污染物,降低后续工艺的处理负荷,再投加ZTI重捕剂,药剂投加量10 ml/L,反应10-30 min后,生成不溶物后进行固液分离。结果表明,废水处理后重金属铊的浓度在0.1-4.65μg/L之间,达到0.005 mg/L的排放标准,出水水质中锌、铅、镉、铜、砷的浓度分别为0.066、0.0094、0.00012、0.010、0.010 mg/L,稳定达到各自的出水水质要求。表明该方法可以同时去除铊和其他重金属离子,且不溶物沉淀速度快,易于固液分离。采用混凝强化ZTI重金属捕集法对广东某钢铁厂处理规模为1200 m~3/d的烧结脱硫含铊废水处理进行升级改造。示范工程的运行结果表明:进水在经过平流池、一级反应沉淀池、二级反应沉淀池、清水池和氧化脱氮池处理后,处理出水平均COD_(Cr)、氨氮、铊、锌、铅、镉、铜和砷的浓度分别为423.36、24.47、0.00421、1.12、0.84、0.06、0.03和0.38 mg/L,满足《钢铁工业水污染物排放标准》(GB 13456-2012)表2中的各项污染物的排放标准及广东省《工业废水铊污染物排放标准》(征求意见稿)的要求。可以实现COD_(Cr)削减量为687.18 t/a,氨氮削减量为188.47 t/a,铊削减量为0.50 t/a。混凝强化ZTI重金属捕集法对烧结脱硫含铊废水处理进行升级改造的单位运行成本为534.84万元/年,即12.21元/吨污水。本升级改造工程是在企业传统的“pH调整+混凝沉淀”工艺的基础上,通过增加“投加ZTI重捕剂”优化得到的新工艺,重金属离子(尤其是铊离子)的去除效果好,新增的构筑物对占地的要求不高,整套工艺实现自动化控制,对管理及操作技术人员的要求不高,可以在不增加太大的投资和运行费用基础上,实现烧结脱硫含铊废水的达标排放。
【图文】：

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第一章绪论金属捕集剂捕集重金属离子的作用机理为：按照配位场理论的观点，重金的配位原子上有孤电子对，易极化产生负电场，基团能捕捉重金属阳离子与重金属离子发生相互作用，形成平面正方形或正四面体的空间构型，进定的交联网状结构的重金属离子螯合物。有机硫重金属捕集剂如黄原酸重金属捕集剂，与重金属离子发生相互作用的作用机理如下图所示[38]。

紫外光谱图,工程硕士学位,非键电子

华南理工大学工程硕士学位论文属捕集剂的表征其重金属螯合物的紫外光谱，其中重金属螯合可以看出，SDTC在254 nm和287 nm附近出现最迁，287 nm处为S-C=S基上硫原子上非键电子碳硫之间具有部分双键的结构特征；而SDTC-Cu移，说明配体分子的共轭体系发生了显著变化合物。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X757

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