表面活性剂复配体系浮选处理含铜废水的研究

论文摘要

常用来处理低浓度重金属废水的浮选（泡沫分离）分离过程中所采用的捕集剂大都是化学合成的表面活性剂,而由动植物或微生物产生的环境友好型生物表面活性剂的使用却相对少见。为促进绿色环保型产品的应用,本课题对新型生物表面活性剂和其他类型表面活性剂的复配进行了研究,并对从中选出的最佳复配体系去除废水中重金属离子的处理效果进行了探讨。本课题所采用的生物表面活性剂-茶皂素是一种从山茶科植物油茶籽中提取的天然非离子型表面活性剂,通过将其与多种不同类型化学表面活性剂复配,测定了茶皂素与十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵的表面张力;考察了无机盐浓度、种类对混合体系表面活性的影响;并对不同复配体系的泡沫性能进行了研究。实验结果表明:茶皂素与阴、阳离子表面活性剂复配后溶液的表面张力都有所降低,产生了增效作用。但茶皂素与阴离子表面活性剂的增效作用更明显:当茶皂素与十二烷基硫酸钠的混合比例为1:5～1:3时,复配体系的表面张力和临界胶束浓度均降至最低,起泡性和稳泡性均有所改善,并在茶皂素与SDS的复配比为1:5～1:4时得到了最佳的泡沫性能;无机盐的加入主要是对溶液中的阴离子表面活性产生影响,茶皂素性质比较稳定,基本不受影响。通过复配确定采用十二烷基硫酸钠与茶皂素复配比为4:1的混合体系进行浮选,同时也将十二烷基硫酸钠与另一种非离子化学表面活性剂吐温80复配作为对照,分别讨论了这两种复配体系浮选去除废水中铜离子（Cu2+）的能力。在浮选实验中考察了溶液初始pH值、C复配体系/CCu2+（摩尔比）、离子强度（NaCl和NaNO3）这些物理因素和动力学参数（浮选时间和通气量）对Cu2+去除率和富集比的影响。结果表明:在相同的实验条件下,采用十二烷基硫酸钠与茶皂素复配体系浮选去除废水中铜离子的效果比对照组的明显要好。在十二烷基硫酸钠与茶皂素复配比为4:1,C复配体系/CCu2+=3:1,pH=8.0,通气量为0.2L·min-1的条件下可以得到94.8%的最大去除率,泡沫浓缩液中铜的富集比最高达158;随着溶液中离子强度的增大(NaCl和NaNO3的浓度由0.0001 mol·L-1增加到0.05 mol·L-1),铜离子去除率明显降低。当泡沫中Cu2+浓度超过50 mg·L-1时,采用碱沉淀法回收泡沫浓缩液中的铜离子,回收率达到了86.4 %。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 含铜废水的来源与危害
• 1.2 含铜废水的传统处理方法
• 1.2.1 化学法
• 1.2.2 物理化学法
• 1.2.3 生物法
• 1.3 浮选法去除废水中重金属离子的研究概述
• 1.3.1 浮选法去除废水中重金属离子的去除原理
• 1.3.2 浮选分离富集体系
• 1.3.3 影响浮选分离的各种因素
• 1.4 本课题的研究目的及内容
• 第2章 表面活性剂及其复配体系修复重金属污染的研究
• 2.1 表面活性剂
• 2.1.1 表面活性剂的分类
• 2.1.2 表面活性剂的结构特征
• 2.1.3 表面活性剂的广泛应用和发展
• 2.2 生物表面活性剂
• 2.2.1 生物表面活性剂的制备
• 2.2.2 生物表面活性剂的分类
• 2.2.3 生物表面活性剂的特点
• 2.3 表面活性剂的复配
• 2.3.1 表面活性剂复配包含的主要内容
• 2.3.2 复配表面活性剂之间的相互作用
• 2.3.3 复配比例确定原则
• 2.4 表面活性剂及其复配体系在重金属污染中的应用
• 2.5 问题与展望
• 第3章 表面活性剂复配体系性能的研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验药品
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 不同配比的复配体系表面活性的变化
• 3.3.2 无机盐对茶皂素和SDS 复配体系表面活性的影响
• 3.3.3 复配体系泡沫性能的研究
• 3.4 小结
• 第4章 复配体系浮选去除废水中铜离子的研究
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 实验仪器与设备
• 4.2.2 实验试剂
• 4.2.3 实验流程
• 4.2.4 原子吸收法
• 4.2.5 去除率和富集比的计算方法
• 4.3 结果与讨论
• 2+去除率的影响'>4.3.1 不同比例的SAA 复配对溶液表面张力和Cu²⁺去除率的影响
• 4.3.2 影响去除率和富集比的因素
• 4.4 铜回收
• 4.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录攻读学位期间发表的学术论文目录
• 致谢