结晶—过滤技术处理电镀废水研究

论文摘要

目前,化学处理法在我国的电镀废水处理中运用较多,其技术成熟,操作易掌握,适用于各类电镀废水的处理,但一般的化学处理法产生大量的污泥,易造成二次污染和回收重金属困难,因此,本课题利用结晶法结合后续过滤工艺对电镀重金属废水进行处理研究,结晶法是一种新的化学处理法,即向重金属废水中加入化学药剂产生沉淀,沉积在结晶材料上,生成致密的晶体状物质,含水率低,体积小,纯度高,很容易回收。本实验采用0.15-0.3 mm的普通砂作为结晶材料,强度高,比表面积大,将其填充在流化床反应柱中,从柱底加入原水使砂粒膨胀悬浮,从两侧加入Na2CO3生成沉淀立即吸附结晶在砂粒表面,砂粒增大到一定程度便从底部取出并更换新砂,反应出水经过滤后完成达标排放。论文首先对沉积结晶反应进行了研究,包括加药点位置、加药比、回流比和加药点数量研究,最后通过不同浓度进水实验,考察该工艺的稳定性。实验结果发现,在高回流比情况下,加药点位置对结晶反应没有影响;不同浓度的原水具有不同的最佳加药比,废水浓度为42.2 mg/L时,最佳加药比为2.6:1,废水浓度为15 mg/L时,最佳加药比为4.0:1,对较低浓度废水的处理效果更佳;处理负荷增大时,较多的加药点处理效果更优,多个加药点加药时,回流比对反应结晶影响较小,由此,可采用多点加药的方式,提高处理量;对于变浓度废水的处理,当浓度小于设计值时,处理效果较稳定,为了降低药耗,可以在不同的浓度段设置不同的加药比。在反应中生成的沉淀不能完全沉积结晶,出水中有悬浮颗粒物,需要增加后续过滤工艺。通过对铜镍混合废水沉积结晶后不同过滤方式的过滤效果比较,下向流过滤比上向流效果好,但水头损失较高;活性炭滤料比石英砂更优,大粒经的活性炭纳污能力高,水头损失小,但效果较差,而小粒径活性炭则相反,利用大小粒径各具有的优点,选择两级过滤工艺,一级为0.8-1.4 mm粒径的活性炭,二级为0.3-0.8 mm粒径的活性炭,处理后铜浓度可以在0.1 mg/L以下,镍浓度在1 mg/L以下,过滤周期达到两天以上。由于容度积的不同,在处理过程中,镍受pH值影响较大,要保证镍能达到较好的去除,pH值需要控制在9.3左右。通过吸附实验,说明活性炭对金属离子据有较大的吸附性能,短期内可以保证过滤处理效果,但还需进行长期的实验研究。经过工艺的放大设计和经济评估,可以得出本工艺的处理成本在2.1元/吨。应用该工艺处理电镀重金属废水,具有非常好的去除效果,成本较低,操作简便,易于重金属回收利用,具有广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景与意义
• 1.2 电镀废水的来源和危害
• 1.2.1 电镀废水的来源
• 1.2.2 电镀废水的危害
• 1.3 电镀废水的处理技术概况及展望
• 1.3.1 处理技术
• 1.3.2 发展方向
• 1.4 一种新的工艺-结晶法
• 1.4.1 结晶法原理
• 1.4.2 研究应用现状
• 1.5 本课题研究目的、意义和内容
• 1.5.1 研究目的意义
• 1.5.2 研究内容
• 第2章 结晶反应研究
• 2.1 实验材料装置及方法
• 2.1.1 实验材料及装置
• 2.1.2 操作步骤及分析方法
• 2.2 加药点位置比较
• 2.3 加药比研究
• 2.4 加药点数量研究
• 2.5 回流比实验
• 2.6 不同浓度进水实验
• 2.7 本章小结
• 第3章 后续过滤技术研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验材料及方法
• 3.2.1 实验材料及工艺流程
• 3.2.2 操作步骤及分析方法
• 3.3 工艺选择
• 3.3.1 过滤方式选择
• 3.3.2 滤料粒径选择
• 3.3.3 pH值对铜镍去除影响分析
• 3.4 两级活性炭过滤
• 3.4.1 过滤结果
• 3.4.2 活性炭吸附性能对铜镍去除的影响
• 3.5 反冲洗实验
• 3.5.1 反冲洗方式
• 3.5.2 反冲洗问题
• 3.5.3 解决方法
• 3.5.4 反冲洗后过滤效果
• 3.6 本章小结
• 第4章 工艺放大设计及经济评估
• 4.1 设计处理工艺流程
• 4.2 放大设计计算
• 4.2.1 设计参数
• 4.2.2 设计计算
• 4.3 经济评估
• 4.3.1 投资估算
• 4.3.2 运行费用估算
• 结论
• 参考文献
• 致谢