CGA—柱浮选处理含Cu（Ⅱ）废液的试验研究

论文摘要

胶质气体泡沫（CGA）是高速搅拌表面活性剂时产生的一种微泡沫。本文研究了用阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）制备CGA的方法,改进了CGA发生器,并分别考察了SDS的浓度、搅拌速度、搅拌时间、制备温度等因素对CGA的稳定性及含气率的影响。研究结果表明,影响CGA半衰期和含气率的主要因素是表面活性剂的浓度和搅拌速度,用SDS制备CGA比较理想的实验条件为:CSDS:2336g/L,搅拌速率:6400r/min,搅拌时间:3min。 本文提出了CGA与旋流静态微泡浮选柱结合处理含Cu（Ⅱ）废水的思路,并建立了与旋流静态微泡浮选柱相应的实验室柱分离模型。本文考察了pH值、Cu（Ⅱ）浓度、SDS用量、浮选柱循环泵工作压力和絮凝剂等因素对浮选分离效果的影响,并综合各操作参数,用部分析因法做Cu（Ⅱ）浮选分离的正交实验,在Cu（Ⅱ）初始浓度100mg/L,絮凝剂用量5mg条件下,可以确定最优工艺参数组合为pH10、SDS1.1680g、压力0.12MPa,Cu（Ⅱ）去除率超过99%。依极差大小划分,三个因素的主次顺序为:pH值→SDS用量→浮选柱循环泵工作压力。 本文对CGA-柱浮选的机理进行了探讨,论述了旋流静态微泡浮选柱的分离过程,包括浮选柱工作原理、自吸式充气原理与过程、管浮选与气泡的矿化、柱分离段的流体状态、旋流段力场分离原理和浮选柱的强化回收机制。本文还对气泡-Cu（Ⅱ）复合体做了流体动力学分析,分析了气泡的稳定性和气泡-Cu（Ⅱ）复合体在水中的上浮状态,并对CGA、Cu（Ⅱ）与气泡的粘附机理进行了探讨,探讨了pH值,Cu（Ⅱ）初始浓度等对浮选产生影响的原因。 从理论分析和实验证明,CGA—柱浮选处理含Cu（Ⅱ）废水的效果较好,是一项具有广泛前景的水处理新技术。

论文目录

• 第一章 概述
• 1.1 含 Cu（Ⅱ）废水的来源与危害
• 1.1.1 含Cu（Ⅱ）废水的来源
• 1.1.2 含Cu（Ⅱ）废水的危害
• 1.2 含Cu（Ⅱ）废水的处理技术研究进展
• 1.2.1 常规物理化学法
• 1.2.2 泡沫分离技术
• 1.3 课题的提出
• 1.4 论文的主要研究内容
• 1.4.1 论文的主要研究内容
• 1.4.2 实验的技术路线
• 第二章 实验设备、材料和方法
• 2.1 CGA-柱浮选含Cu（Ⅱ）废水的小试装置
• 2.1.1 CGA制备和输送系统
• 2.1.2 浮选柱分离系统
• 2.1.3 模拟废液制备与输送系统
• 2.2 试验用水
• 2.3 主要指标和测试方法
• 2.3.1 主要指标
• 2.3.2 测试方法
• 第三章 CGA特性优化试验研究
• 3.1 胶质气体泡沫（CGA）的性质及结构
• 3.1.1 表面活性剂的性质
• 3.1.2 胶质气体泡沫（CGA）的结构
• 3.2 CGA的特征参数
• 3.3 试验步骤
• 3.4 CGA特性影响因子及优化分析
• 3.4.1 SDS浓度对CGA的影响
• 3.4.2 搅拌速度对CGA的影响
• 3.4.3 搅拌时间对CGA的影响
• 3.4.4 温度对CGA的影响
• 3.5 小结
• 第四章 CGA-柱浮选含Cu（Ⅱ）废液的试验研究
• 4.1 实验方法
• 4.2 分离效果的描述
• 4.3 Cu（Ⅱ）废液浮选的单因素实验
• 4.3.1 pH值对分离效果的影响
• 4.3.2 Cu（Ⅱ）初始浓度对分离效果的影响
• 4.3.3 循环压力对分离效果的影响
• 4.3.4 CGA的用量对分离效果的影响
• 4.3.5 絮凝剂的浓度对分离效果的影响
• 4.4 正交实验分析
• 4.4.1 选定的因素和水平
• 4.4.2 实验结果及分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 CGA-柱浮选去除Cu（Ⅱ）的机理探讨
• 5.1 柱浮选分离机理分析
• 5.1.1 旋流-静态微泡浮选柱的分离过程
• 5.1.2 气泡-Cu（Ⅱ）复合体在水中的流体动力学分析
• 5.2 CGA、Cu（Ⅱ）与气泡的粘附机理分析
• 5.2.1 Cu（Ⅱ）在水环境中的存在形式
• 5.2.2 Cu（Ⅱ）、CGA与气泡的粘附机理
• 5.2.3 Cu（Ⅱ）、CGA与气泡粘附过程
• 5.2.4 气泡在浮选中的粘附效率
• 5.3 小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录 实验仪器和药品