制革过程中含铬废水的处理与资源化利用

发布时间：2017-08-27 23:09

  本文关键词：制革过程中含铬废水的处理与资源化利用

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【摘要】：世界性水资源短缺使得水资源可持续利用与节水、废水回用得到极大重视。皮革工业中,铬鞣是目前制革工业中广泛应用的鞣制方法——虽然目前也有不少有关植物鞣剂和无铬鞣制的研究,但在短期内,铬鞣法是不可被替代的。铬鞣废水的直接排放既严重污染环境,又造成了铬资源的浪费,因此各国政府和科研机构花费大量精力去寻找铬鞣剂的替代品,但至今仍未找到能与铬鞣剂鞣制性相媲美的鞣制材料。研究铬去除和铬的资源化利用技术具有极大的环境和经济意义。本课题研究了黄原酸酯类、二硫代氨基甲酸类、均三嗪类三种重金属离子捕集剂对铬初鞣废水及铬复鞣加脂废水的除铬能力。经过处理之后产生的上清液回用到蓝湿皮鞣制的水洗、浸酸工序；铬泥经过再处理制备新的液态铬鞣剂可代替部分工业铬粉,回用到皮的复鞣工序。从而达到了铬鞣废水的资源化利用。三种重金属离子捕集剂处理铬初鞣废水的最佳反应pH值分别为8.5、8.0、8.0。处理体积为200 mL的车间铬鞣废水,在各自最佳pH值下,三种重金属捕集剂的最佳投加量及总铬去除率分别为：黄原酸酯类,最佳投加量为V=6 mL,总铬去除率最大为95.93%；二硫代氨基甲酸盐类,最佳投加量为V=7 mL,总铬去除率最大为94.82%；均三嗪类,最佳投加量为V=5 mL,总铬去除率最大为95.97%。处理铬复鞣废水时,本研究在反应后期加入ZnSO4等金属盐,不仅可以提高铬的去除率,还有助于废水中油脂、染料、蛋白质等有机物的去除。上清液中性盐水回用的研究,随着循环次数的增加,处理后的废水中的氯离子含量、硫酸根离子含量、CODcr含量、SS含量均逐渐增加,前三个参数在循环达到一定次数后,上升的幅度会降低达到平衡,甚至有时会降低,但SS含量会一直增加,故在大规模的工程化应用中需要重点考虑SS对循环水的影响。铬泥须晒干后才可以用酸溶解,不能仅仅用浓硫酸直接溶解,需要加水稀释,因为需要用游离的水去溶解铬泥。溶解之后的铬鞣剂回用于复鞣,用在牛二层上,pH控制在2.6-2.8,碱度小于33%。用硫酸溶解铬泥时,综合考虑溶解度及后续工艺处理难度浓硫酸和水的质量比控制在1：4进行稀释；浓硫酸和铬泥的质量比确定为22%；搅拌及静置时间为120 min；反应温度定为30℃,这样才会使铬泥溶解最彻底,制得铬鞣剂的鞣制效果最好。
【关键词】：铬鞣废水 制革 捕集剂 铬泥 资源化利用
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 前言10-20
• 1.1 制革综合废水的现状及其面临的问题10-13
• 1.1.1 制革综合废水的特征及危害10-12
• 1.1.2 制革综合废水处理方法12-13
• 1.2 含铬工业废水的现状及面临的问题13-17
• 1.2.1 含铬废水的特征及危害13-14
• 1.2.2 含铬废水的处理方法14-17
• 1.3 重金属离子捕集剂处理含铬工业废水基本原理17-18
• 1.4 本课题的研究意义和研究内容18-20
• 1.4.1 研究意义18
• 1.4.2 研究内容18-20
• 2 铬初鞣废水处理方法的研究20-39
• 2.1 实验主要试剂与仪器20-21
• 2.1.1 实验主要试剂20
• 2.1.2 实验主要仪器20-21
• 2.1.3 实验用水21
• 2.2 实验原理与实验方法21-22
• 2.2.1 铬鞣原理21-22
• 2.2.2 重金属离子捕集剂处理铬鞣废水原理22
• 2.3 实验分析方法22-24
• 2.3.1 铬鞣废水中总铬含量的测定与分析22-23
• 2.3.2 碱性沉淀法最佳pH值的选择23
• 2.3.3 三种重金属捕集剂最佳pH值的选择23-24
• 2.3.4 三种重金属捕集剂最适投加量的选择24
• 2.3.5 SO_4~(2-)含量的测定24
• 2.3.6 Cl~-含量的测定24
• 2.4 实验结果与讨论24-37
• 2.4.1 pH值对总铬去除效果的影响24-30
• 2.4.2 重金属离子捕集剂的种类及最适投加量选择30-34
• 2.4.3 捕集剂对不同铬浓度的模拟铬鞣废水除铬效果的影响34-36
• 2.4.4 硫酸根离子含量的测定36-37
• 2.4.5 氯离子含量的测定37
• 2.5 本章小结37-39
• 3 铬复鞣废水除铬方法的研究39-47
• 3.1 试验材料39
• 3.2 除铬实验39
• 3.2.1 碱沉淀法除铬试验39
• 3.2.2 螯合法除铬实验39
• 3.3 试验结果与讨论39-41
• 3.3.1 铬离子捕集剂絮凝沉淀的基本原理39-40
• 3.3.2 pH值对除总铬效果的影响40-41
• 3.4 三种捕集剂的除铬效果与最适投加量41-42
• 3.5 ZnSO_4对复鞣废水总铬去除率的影响42-46
• 3.6 本章小结46-47
• 4 中性盐水的循环利用47-55
• 4.1 主要实验仪器及药品47-48
• 4.1.1 主要实验仪器47-48
• 4.1.2 主要实验试剂48
• 4.2 实验内容与实验方法48-49
• 4.2.1 上清液中性盐的循环利用48-49
• 4.2.2 铬鞣废液、上清液的分析过程49
• 4.3 实验结果与讨论49-53
• 4.3.1 沉降试验上清液高度比较50
• 4.3.2 出鼓污水总铬含量的变化50-51
• 4.3.3 氯离子含量变化51
• 4.3.4 硫酸根离子含量的变化51-52
• 4.3.5 COD_(Cr)含量的变化52
• 4.3.6 悬浮物含量的测定52-53
• 4.3.7 废水的循环次数对蓝湿皮外观的影响53
• 4.3.8 鞣制皮的总铬浓度与循环次数的关系53
• 4.4 中性盐回用中需要注意的问题53
• 4.5 本章小结53-55
• 5 铬泥的资源化利用研究55-70
• 5.1 主要实验仪器和实验试剂55-56
• 5.1.1 主要实验仪器55
• 5.1.2 主要实验药品55-56
• 5.1.3 实验用原料56
• 5.2 实验原理56
• 5.3 实验方法56-62
• 5.3.1 铬泥的预处理56-57
• 5.3.2 铬泥基本成分含量的测定57-58
• 5.3.3 铬泥酸溶解实验58-61
• 5.3.4 铬鞣剂的鞣制性能试验61-62
• 5.4 实验结果与讨论62-68
• 5.4.0 铬泥各组分含量分析62-63
• 5.4.1 溶解铬泥所用酸的选择63
• 5.4.2 不同浓硫酸和水的质量比对铬泥处理效果的影响63-64
• 5.4.3 不同浓硫酸和铬泥的质量比对铬泥处理效果的影响64-66
• 5.4.4 不同作用时间的选择对铬泥处理效果的影响66
• 5.4.5 反应温度对处理效果的影响66-67
• 5.4.6 铬鞣剂的鞣制性能检测67-68
• 5.5 本章小结68-70
• 6 结论70-72
• 7 展望72-73
• 8 参考文献73-79
• 9 攻读硕士期间论文发表情况79-80
• 10 致谢80

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本文编号：746275