联用强化混凝与化学沉淀法去除水中重金属离子的研究

论文摘要

重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界中,但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多,造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤环境,引起严重的环境污染。以各种化学状态或化学形态存在的重金属,在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移,造成危害。如随废水排出的重金属,即使浓度小,也可在藻类和底泥中积累,被鱼和贝的体表吸附,产生食物链浓缩,从而造成公害。地下水除铁除锰已研究多年,大都是通过生物过滤工艺去除,而本课题倾向于用化学药剂去除,过程速率比较快是其优点。本课题基于花垣县地表水中锰,铅,锌的污染,拟在实验室中做烧杯杯罐实验,以以上重金属离子浓度和水中浊度为测量指标,研究PAC(聚合氯化铝)、PFS(聚合硫酸铁)、氯化铝、氯化铁、明矾等混凝剂以及Na2S试剂的实际应用情况。高岭土作为模拟水样中浊度而投加,对于重金属离子的去除有增益效果,参考以前有不少学者对高岭土有过不少研究,高岭土又可理解为水样中的助凝剂。浊度的去除方面,PAC和明矾的效果强于其他混凝剂,PFS和其他铁盐去除率略低1NTU左右,且处理后水样色度较高一点。重金属离子去除过程中若不加硫化钠,而只在pH值为6~9范围内加混凝剂,基本没有效果,去除率仅在10%~20%左右。通过正交实验确定了混凝实验影响因素大小分别为混凝剂投量,pH值,水温,硫化钠投量。通过对比实验,研究了锌,锰,铅单独及综合去除效果。通过PDA动态监测实验获得了絮体开始形成的时间,根据PDA曲线来分析絮凝体粒径随混凝时间的变化趋势,从而确定最佳絮凝体出现的时间。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景与研究意义
• 1.1.1 课题背景
• 1.1.2 研究意义
• 第2章 重金属离子处理当前研究进展
• 2.1 化学法
• 2.1.1 中和沉淀法
• 2.1.2 硫化物沉淀法
• 2.1.3 电解法
• 2.2 氧化还原处理
• 2.3 溶剂萃取分离
• 2.4 吸附法
• 2.5 膜分离技术
• 2.6 离子交换处理法
• 2.7 生物处理技术
• 2.7.1 生物絮凝法
• 2.7.2 生物吸附法
• 2.7.3 生物化学法
• 2.7.4 植物修复法
• 第3章 混凝理论及研究发展
• 3.1 混凝的化学基础
• 3.2 混凝机理的研究
• 3.2.1 压缩双电层
• 3.2.2 吸附电中和作用
• 3.2.3 吸附架桥作用
• 3.2.4 沉淀网捕作用
• 3.3 混凝效果的影响因素
• 3.3.1 水温
• 3.3.2 水的pH 值和碱度
• 3.3.3 混凝剂的种类及其投药量
• 3.3.4 搅拌强度和反应时间
• 3.3.5 浊度的影响
• 3.4 混凝剂的分类及其发展
• 3.4.1 传统混凝剂的应用
• 3.4.2 新型混凝剂的开发应用
• 第4章 实验内容与方法
• 4.1 主要仪器与试剂
• 4.2 实验准备
• 4.3 实验数据测定
• 4.3.1 pH 值的测定
• 4.3.2 浊度的测定
• 4.3.3 重金属离子的测定
• 第5章 重金属离子去除效果研究
• 5.1 实验设计
• 5.1.1 正交实验
• 5.1.2 絮体沉降性能研究
• 5.2 水样单项金属离子去除研究
• 5.2.1 锌离子的去除效果
• 5.2.2 锰离子的去除效果
• 5.2.3 铅离子的去除效果
• 5.2.4 小结
• 5.3 水样两项金属离子去除研究
• 5.3.1 锰锌离子的去除效果
• 5.3.2 铅锌离子的去除效果
• 5.3.3 锰铅离子的去除效果
• 5.3.4 小结
• 5.4 水样三项金属离子去除研究
• 5.5 本章小结
• 第6章 PDA 动态实验研究
• 6.1 絮凝检测仪
• 6.2 PDA 工作原理
• 6.3 PDA 在线监测实验
• 6.4 R 曲线解析
• 6.5 结论与分析
• 结论与建议
• 参考文献
• 致谢