论文摘要
电镀作为机械制造中的一项基础工艺,在促进经济发展的同时,其所带来的污染令人担忧。因此,寻求一种行之有效的废水处理方法势在必行。泡沫分离技术以其成本低、操作简单,特别是能适应水质和低浓度溶液等独特的优势,在众多废水处理方法中脱颖而出。本文采用泡沫分离法对同时去除水溶液中微量的铜和镍二元金属离子进行了实验研究。本实验采用正交设计方法,对不同种类的表面活性剂进行了筛选。实验结果表明,十二烷基硫酸钠在碱性环境下,当溶气水流量为200L/h,溶气压为0.24MPa时,去除Cu2+和Ni2+的极差值分别为3.98和3.73,去除率为93.50%和92.15%。在正交实验的基础上,本文采用单因素实验考察了表面活性剂浓度、pH值、原液流量、溶气水流量及紊凝剂用量对泡沫分离Cu2+和Ni2+的影响,并确定出最佳分离工艺条件。实验结果表明,在表面活性剂浓度为15mg/L,pH值为11,原液流量为80L/h,溶气水流量为250L/h,硫酸铝（絮凝剂）用量为15mg/L时,Cu2+和Ni2+的去除率可分别达到92.46%和93.14%。本实验对泡沫分离Cu2+和Ni2+进行了宏观动力学研究,根据泡沫分离过程与化学反应过程的等效性,将泡沫分离过程等效为一化学反应过程。通过实验确定出等效反应为一级反应且等效反应速率常数为k=0.289。同时对分离池中金属离子的停留时间分布进行了研究,由实验可知,平均停留时间tm为9.089,方差σ12为55.223,无因次对比时间方差σθ2为0.668。在此基础上,建立了泡沫分离过程去除率与等效反应速率常数和停留时间分布密度函数间的数学模型表达式,并拟合出了停留时间分布密度函数的数学表达式。