钛白粉废水处理新工艺的研究

论文摘要

为减轻株洲某钛白粉生产企业酸性废水对湘江水质的污染,改造其钛白粉废水处理工艺已势在必行。为给该工程的设计提供可靠的工艺流程和技术参数,进行了钛白粉酸性废水处理研究试验,本课题属于实验室静态试验研究阶段。本文首次提出采用“搅拌中和-沉淀分离-pH回调-曝气氧化-絮凝沉淀”新工艺,以电石渣为中和剂处理钛白粉酸性废水。分析了含铁废水的显色特征,总结了铁的反应机理;选择污水处理试验中的中和、氧化、絮凝处理单元为研究重点,对电石渣中和、表曝氧化、化学絮凝等各阶段进行了试验;对各处理单元的各影响因素进行了探讨;通过试验研究和理论分析,阐述了钛白粉废水处理新工艺的试验流程及应用效果等内容。含铁废水的显色试验,进行了氢氧化亚铁、氢氧化铁和硫化铁显色特性研究,总结了铁的显色反应机理。结果表明,钛白粉酸性废水达标排放除控制pH值在6～9之间外,还须控制出水铁含量≤5mg/L。钛白粉酸性废水的中和试验,证明了采用电石渣中和处理钛白粉废水能达到和石灰同样的效果;确定了中和阶段的各最佳反应条件如下:中和剂宜采用湿投,采用搅拌混合反应方式有利于反应快速彻底进行,反应最佳pH值为11～12,最佳搅拌时间为15min,反应后混合液固液分离的最佳沉淀时间为10min。用浓废酸调节中和阶段固液分离后的上清液pH值至6～9,此混合液作为氧化试验用水,氧化试验采用空气作氧化剂,表曝氧化方式有利于固体沉淀的分离,氧化时间为15min。此混合液作为絮凝试验的原水。絮凝试验阶段,经分析比较采用PAM做絮凝剂,絮凝混合时间为1min,反应时间为10min,絮凝剂最佳加入量为1mg/L,出水pH值在7～9之间时,出水铁含量≤5mg/L。试验研究结果表明,采用“搅拌中和-沉淀分离-pH回调-曝气氧化-絮凝沉淀”新工艺处理钛白粉酸性废水,各污染因子的平均去除率分别为:TFe99.8%以上,色度98%以上,出水各项指标均达到《污水综合排放标准》GB8978—2002的一级排放要求。新工艺已被某企业采纳并运行良好,具有普遍意义和推广价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 课题背景与研究现状
• 1.1 问题的提出
• 1.2 课题来源及研究对象
• 1.2.1 课题来源
• 1.2.2 研究对象和主要内容
• 1.3 国内外钛白粉废水处理概况
• 1.4 某企业钛白粉废水、电石渣浆处理及排放现状
• 1.4.1 钛白粉废水的水量水质
• 1.4.2 电石渣成分分析
• 1.4.3 钛白粉废水处理工艺
• 1.4.4 钛白粉废水排放情况
• 1.4.5 钛白粉废水处理存在问题分析
• 1.5 中和、氧化、絮凝方法概述
• 1.5.1 中和处理方法
• 1.5.2 氧化方法
• 1.5.3 絮凝方法
• 1.6 研究目的及意义
• 第2章 试验材料与方法
• 2.1 试验材料与仪器设备
• 2.1.1 中和剂及其性质
• 2.1.2 絮凝剂种类及性质
• 2.1.3 仪器设备
• 2.2 试验水样
• 2.2.1 废水来源及性质
• 2.2.2 水样分析方法
• 2.3 药剂配制
• 2.4 试验方法
• 2.4.1 含铁废水显色试验
• 2.4.2 中和专题试验
• 2.4.3 氧化专题试验
• 2.4.4 絮凝专题试验
• 第3章 含铁废水的显色试验研究
• 3.1 铁的形态的显色特征
• 3.2 铁在不同浓度和PH 值下的显色试验
• 2+在不同pH 值下的显色'>3.2.1 不同浓度的Fe²⁺在不同pH 值下的显色
• 3+在不同pH 值下的显色'>3.2.2 不同浓度的Fe³⁺在不同pH 值下的显色
• 3.3 含铁废水显色机理分析
• 2+、Fe³⁺的显色机理和条件分析'>3.3.1 Fe²⁺、Fe³⁺的显色机理和条件分析
• 2+、Fe³⁺发生沉淀反应的条件分析'>3.3.2 Fe²⁺、Fe³⁺发生沉淀反应的条件分析
• 2-对含铁水体颜色的影响'>3.4 S^2-对含铁水体颜色的影响
• 3.5 小结
• 第4章 钛白粉废水的中和试验研究
• 4.1 中和剂的对比试验
• 4.2 中和剂投加方式的选择
• 4.3 中和反应混合方式的选择
• 4.4 中和最佳PH 值的选择
• 4.5 最佳搅拌时间的选择
• 4.6 最佳沉淀时间的选择
• 4.7 中和试验小结
• 第5章 钛白粉废水的氧化试验研究
• 5.1 氧化剂的选择
• 5.2 充氧方式的选择
• 5.3 氧化时间的选择
• 5.4 二价铁氧化试验动力学模型
• 5.5 氧化试验小结
• 第6章 絮凝剂处理条件的试验研究
• 6.1 混合时间的选择
• 6.2 反应时间的选择
• 6.3 最佳絮凝剂及投加量的选择
• 6.4 PH 值对絮凝效果的影响
• 6.5 絮凝剂处理条件试验小结
• 第7章 新工艺的试验研究及企业应用
• 7.1 新工艺设计原理及目标
• 7.2 新工艺试验
• 7.2.1 新工艺的最佳处理条件试验
• 7.2.2 新工艺的优势
• 7.3 新工艺被企业采纳应用的情况
• 第8章 结论与展望
• 8.1 结论
• 8.2 展望和建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录：攻读硕士学位期间公开发表的论文