硫化后污酸中砷、镉去除的工艺及机理研究
发布时间：2023-04-21 18:27
硫铁矿和冶炼烟气生产硫酸的过程产生大量的高酸、高砷、高镉的有毒废水，简称“污酸”。这类废水若不经处理而直接排放，将会对周围的生态环境造成严重地污染，并最终通过食物链或饮用水进入人体而危害人类健康。为此，各种处理工艺被提出，其中，石灰-铁盐法被国内外公认为一种最适用于用来处理污酸废水的方法。然而，大量的有害废渣的产生不仅存在二次污染的危害，且越来越昂贵的处理费用增加了企业的经济负担。 为此，湖北某冶炼厂采用硫化法-石灰铁盐法的组合工艺来处理高浓度含砷污酸，经过硫化后，废水中砷的含量由30009000mg/L降至2050mg/L。本文以此硫化后污酸废水为研究对象，针对其砷浓度低、酸度高的特点，比较研究了两段石灰中和法及两段石灰铁盐法的处理效果并探索了其最优工艺条件及其工业应用的可行性，通过FTIR、Zeta电位的表征及CD-MUSIC模型对实验数据的模拟研究了砷、镉在铁盐混凝体系中的去除机理。 工艺研究结果表明：单纯采用石灰法，废水难以达标排放；而两段石灰-铁盐(氯化铁)法满足达标排放的同时，一段中和所得石膏渣及二段过滤后所得废渣均为非危险固体废...
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 砷、镉的来源及危害
1.1.1 砷、镉在自然界中的分布
1.1.2 水体中砷、镉的来源及危害
1.1.3 污酸废水的来源、特点及危害
1.2 废水中砷、镉去除技术综述
1.2.1 化学沉淀法
1.2.2 吸附法
1.2.3 离子交换法
1.2.4 膜分离法
1.2.5 生物法
1.2.6 矿化回收
1.3 表面络合模型
1.3.1 电荷分布多位络合模型（CD-MUSIC）简介
1.3.2 CD-MUSIC 应用
1.4 本研究的思路及意义
1.5 本研究的创新点
第2章 实验方法
2.1 废水水质
2.2 实验试剂
2.3 实验仪器及设备
2.4 实验原理
2.4.1 石灰中和法除砷、镉原理
2.4.2 石灰-铁盐法除砷、镉原理
2.5 分析测定方法
2.5.1 砷的测定方法
2.5.2 镉的测定方法
2.5.3 铁的测定方法
2.5.4 沉淀物毒性分析方法
2.5.5 沉淀物沉降性能分析方法
2.5.6 沉淀物 Zeta 电位测定方法
第3章 两段石灰中和法除砷、镉实验研究
3.1 实验工艺流程
3.2 一段终了 pH 对砷、镉去除效果的影响
3.3 二段终了 pH 对砷、镉去除效果的影响
3.4 本章小结
第4章 两段石灰铁盐法除砷、镉实验研究
4.1 工艺流程
4.2 铁盐混凝段正交实验研究
4.2.1 正交表及因素水平表
4.2.2 正交实验过程及结果
4.3 铁盐混凝段单因素实验研究
4.3.1 终了 pH 对砷、镉去除效果影响的探索
4.3.2 铁砷摩尔比对砷、镉去除效果影响的探索
4.3.3 反应时间对砷、镉去除效果影响的探索
4.3.4 氧化剂投加量对砷、镉去除效果影响的探索
4.4 铁盐混凝段工艺条件的优化
4.5 PAC 对含砷石灰-铁盐沉淀物沉降性能研究
4.5.1 PAC 投加量对絮凝效果的影响
4.5.2 PAC 最优投加量验证试验
4.6 本章小结
第5章 两段石灰铁盐法大试研究
5.1 实验设备及流程图
5.1.1 大试实验主要设备及药剂
5.1.2 大试实验工艺流程
5.2 实验过程及结果
5.2.1 大试实验过程
5.2.2 两段石灰-铁盐法除砷效果
5.2.3 第一段中和固体残渣剂第二段含砷废渣毒性分析
5.3 本章小结
第6章 铁盐法去除砷、镉机理研究
6.1 氯化铁去除废水中砷(As(Ⅴ))、镉(Cd)的实验研究
6.1.1 模拟废水的配制
6.1.2 砷(As(Ⅴ))、镉(Cd)在铁盐混凝体系中的吸附行为
6.2 Zeta 电位表征
6.3 红外谱图分析
6.3.1 单砷吸附的红外谱图分析
6.3.2 单镉吸附的红外谱图分析
6.3.3 砷、镉相互作用机理推测
6.4 CD-MUSIC 模型模拟
6.4.1 CD-MUSIC 模型建立
6.4.2 CD-MUSIC 模型对 As(Ⅴ)的模拟
6.4.3 CD-MUSIC 模型对 Cd(Ⅱ)的模拟
6.5 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
本文编号：3796025
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 砷、镉的来源及危害
1.1.1 砷、镉在自然界中的分布
1.1.2 水体中砷、镉的来源及危害
1.1.3 污酸废水的来源、特点及危害
1.2 废水中砷、镉去除技术综述
1.2.1 化学沉淀法
1.2.2 吸附法
1.2.3 离子交换法
1.2.4 膜分离法
1.2.5 生物法
1.2.6 矿化回收
1.3 表面络合模型
1.3.1 电荷分布多位络合模型（CD-MUSIC）简介
1.3.2 CD-MUSIC 应用
1.4 本研究的思路及意义
1.5 本研究的创新点
第2章 实验方法
2.1 废水水质
2.2 实验试剂
2.3 实验仪器及设备
2.4 实验原理
2.4.1 石灰中和法除砷、镉原理
2.4.2 石灰-铁盐法除砷、镉原理
2.5 分析测定方法
2.5.1 砷的测定方法
2.5.2 镉的测定方法
2.5.3 铁的测定方法
2.5.4 沉淀物毒性分析方法
2.5.5 沉淀物沉降性能分析方法
2.5.6 沉淀物 Zeta 电位测定方法
第3章 两段石灰中和法除砷、镉实验研究
3.1 实验工艺流程
3.2 一段终了 pH 对砷、镉去除效果的影响
3.3 二段终了 pH 对砷、镉去除效果的影响
3.4 本章小结
第4章 两段石灰铁盐法除砷、镉实验研究
4.1 工艺流程
4.2 铁盐混凝段正交实验研究
4.2.1 正交表及因素水平表
4.2.2 正交实验过程及结果
4.3 铁盐混凝段单因素实验研究
4.3.1 终了 pH 对砷、镉去除效果影响的探索
4.3.2 铁砷摩尔比对砷、镉去除效果影响的探索
4.3.3 反应时间对砷、镉去除效果影响的探索
4.3.4 氧化剂投加量对砷、镉去除效果影响的探索
4.4 铁盐混凝段工艺条件的优化
4.5 PAC 对含砷石灰-铁盐沉淀物沉降性能研究
4.5.1 PAC 投加量对絮凝效果的影响
4.5.2 PAC 最优投加量验证试验
4.6 本章小结
第5章 两段石灰铁盐法大试研究
5.1 实验设备及流程图
5.1.1 大试实验主要设备及药剂
5.1.2 大试实验工艺流程
5.2 实验过程及结果
5.2.1 大试实验过程
5.2.2 两段石灰-铁盐法除砷效果
5.2.3 第一段中和固体残渣剂第二段含砷废渣毒性分析
5.3 本章小结
第6章 铁盐法去除砷、镉机理研究
6.1 氯化铁去除废水中砷(As(Ⅴ))、镉(Cd)的实验研究
6.1.1 模拟废水的配制
6.1.2 砷(As(Ⅴ))、镉(Cd)在铁盐混凝体系中的吸附行为
6.2 Zeta 电位表征
6.3 红外谱图分析
6.3.1 单砷吸附的红外谱图分析
6.3.2 单镉吸附的红外谱图分析
6.3.3 砷、镉相互作用机理推测
6.4 CD-MUSIC 模型模拟
6.4.1 CD-MUSIC 模型建立
6.4.2 CD-MUSIC 模型对 As(Ⅴ)的模拟
6.4.3 CD-MUSIC 模型对 Cd(Ⅱ)的模拟
6.5 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
本文编号：3796025
本文链接：https://www.wllwen.com/wenshubaike/hetongwenben/3796025.html
