零价铁处理冷轧高浓度含铬废水的效能及机理研究

论文摘要

在实际工程应用中，国内外最常采用化学还原沉淀法处理含铬废水。零价铁是一种强还原剂，具有来源广、还原势高、反应速度快和比表面积较大等优点，因此研究利用零价铁处理含铬废水具有广泛的工业应用价值。本文利用普通零价铁粉（Fe~0）和纳米零价铁（NZⅥ）来处理实际冷轧高浓度含铬废水，考察了这两种零价铁处理含铬废水的影响因素，总结了这两种处理法的处理效果和优缺点；并探究了Fe~0去除废水中Cr（Ⅵ）的反应机制和动力学规律。结果表明，酸液投加量是影响Fe~0和NZⅥ除铬反应最关键的因素，二者的最适酸液投加量分别为1.2%（pH值约为0.93）和0.4%（pH值约为1.60），Fe~0和NZⅥ对总Cr和Cr（Ⅵ）有很好的处理效果，去除率均在99.99%以上，出水能达标排放。纳米零价铁处理法较之普通零价铁粉处理法，反应更高效，酸液和铁粉投加量均有减少；而普通零价铁粉处理法成本低廉，具有一定的工业应用价值。Fe~0去除废水中Cr（Ⅵ）的反应机制主要是Fe~0对Cr（Ⅵ）的还原作用及含铬金属氢氧化物在Fe~0表面的沉积作用。Fe~0对废水中Cr（Ⅵ）的还原反应符合拟一级反应动力学规律，表观速率常数kobs随酸液投加量的增大、Fe~0投加量的增加和反应温度的升高而增大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 铬元素及铬污染
• 1.1.1 铬元素及其用途
• 1.1.2 铬污染及其危害
• 1.2 含铬废水的处理方法
• 1.3 零价铁处理含铬污水的研究进展
• 1.3.1 普通零价铁处理含铬废水的研究
• 1.3.2 纳米零价铁处理含铬污水的研究
• 1.4 研究背景、意义及内容
• 1.4.1 研究背景及意义
• 1.4.2 研究内容
• 第二章 实验材料与方法
• 2.1 实验主要试剂及仪器
• 2.1.1 主要试剂
• 2.1.2 主要仪器
• 2.2 实验用零价铁的来源
• 2.3 实验水样的来源及性质
• 2.4 实验分析方法
• 第三章 普通零价铁粉处理冷轧含铬废水
• 3.1 普通零价铁粉的粒径分析结果
• 3.2 普通零价铁粉处理冷轧含铬废水的条件实验
• 3.2.1 酸液投加量（H+浓度）对铬去除率的影响
• 3.2.2 沉淀阶段 pH 值对铬去除的影响
• 0）投加量对铬去除率的影响'>3.2.3 普通零价铁粉（Fe⁰）投加量对铬去除率的影响
• 3.2.4 反应时间对铬去除率的影响
• 3.2.5 反应温度对铬去除效率的影响
• 3.2.6 振荡转速对铬去除效率的影响
• 3.2.7 沉淀时间对铬去除的影响
• 3.2.8 含铬废水最佳处理效果
• 3.3 普通零价铁粉处理法与现行除铬工艺的对比研究
• 3.4 普通零价铁粉处理冷轧含铬废水的反应机制探讨
• 3.4.1 反应机制研究的实验方法
• 3.4.2 反应机制研究的结果探讨
• 3.5 普通零价铁粉处理冷轧含铬废水的反应动力学研究
• 3.5.1 酸液投加量对反应动力学的影响
• 3.5.2 不同普通零价铁粉投加量条件下的反应动力学
• 3.5.3 不同反应温度条件下的反应动力学
• 3.6 本章小结
• 第四章 纳米零价铁处理冷轧含铬废水
• 4.1 纳米零价铁的表征结果
• 4.2 纳米零价铁处理冷轧高浓度含铬废水的研究
• 4.2.1 反应初始 pH 值对铬去除率的影响
• 4.2.2 纳米零价铁投加量对铬去除率的影响
• 4.2.3 振荡转速对铬去除率的影响
• 4.2.4 纳米零价铁处理含铬废水的效果及经济分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论
• 5.1 本文结论
• 5.2 本文创新点
• 参考文献
• 致谢
• 研究生期间发表的论文
• 详细中文摘要
• 详细英文摘要