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铁盐沉淀-Fenton氧化联合工艺处理HEDP预镀铜废水试验研究
作 者: 王海阳
导 师: 戴友芝
学 校: 湘潭大学
专 业: 环境工程
关键词: HEDP预镀铜 铁盐沉淀 Fenton氧化 废水处理
分类号: X703
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
HEDP(羟基亚乙基二膦酸)预镀铜是一种极具发展潜力的无氰预镀铜工艺。然而该工艺产生的废水中TP、COD、Cu2+浓度都很高,主络合剂HEDP及其与Cu2+形成的络合物性质非常稳定,因此该废水的处理难度非常大,目前尚无有效处理方法的报道。本研究以HEDP预镀铜实际废水为研究对象,开发能同时去除废水中重金属铜和络合剂HEDP等有机物的可行处理方法,研究铁盐沉淀与Fenton氧化法处理该废水的影响因素及机理,并进一步开展铁盐沉淀-Fenton氧化联合工艺的实际工程应用,经研究,取得以下几点主要结果:(1)NaOH沉淀法对HEDP预镀铜废水几乎无处理效果,Ca(OH)2沉淀法在pH=12.5时对该废水中Cu2+、TP去除率分别为14.0%、13.2%;当双氧水量为40ml·L-1时,Fenton氧化法对废水中TP、COD、Cu2+的去除率分别能达到81%、92%和93%,但单独采用Fenton氧化法处理该废水的药剂消耗量大;铁屑法能使废水处理后达到排放标准,但铁屑法存在连续运行易板结,铁屑表面易钝化的缺陷;当反应pH =2.5时,三价铁盐沉淀法对废水中TP、COD的去除率均达到92%以上。(2)三价铁盐沉淀法处理HEDP预镀铜废水的最佳条件为:pH=2.5、Fe3+投加量1100 mg·L-1、反应时间10 min,此时废水中TP、COD、Cu2+去除率分别达到95%、94%和31%,三项指标均达到GB21900-2008电镀污染物排放标准。三价铁盐沉淀法处理该废水的机理可能是:Fe3+取代Cu2+与HEDP络合并进一步聚合形成沉淀,同时Cu2+一部分游离出来,另一部分可能被吸附或络合共沉淀而去除;Fe3+与HEDP的反应摩尔比随着Fe3+投加量的增加而增大。(3)先将FeSO4氧化产生Fe3+,再利用Fe3+沉淀法处理该废水,同样可使TP、COD、Cu2+三项指标均达到GB21900-2008电镀污染物排放标准,该改进方法可有效节约药剂成本。(4)Fenton氧化法深度处理HEDP预镀铜废水的最优条件为:初始pH=2.5,H2O2投加量0.5 ml·L-1,[Fe2+]/[H2O2]=1.0,氧化反应时间20 min。在优化反应条件下,处理后出水浓度分别为0.17、25、0.22 mg·L-1,达到电镀污染物排放标准(GB21900-2008)。(5)铁盐沉淀-Fenton氧化联合工艺处理HEDP预镀铜废水实际工程运行结果表明:该工艺处理效果好,出水COD、TP、Cu2+等各项水质指标均稳定达到电镀污染物排放标准(GB21900-2008);处理设备简单,操作方便;处理成本较低。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-9 第1章 绪论 9-21 1.1 研究背景与意义 9 1.2 HEDP 预镀铜工艺及其废水来源、危害与性质 9-14 1.2.1 HEDP 预镀铜工艺 9-11 1.2.2 HEDP 预镀铜废水来源与危害 11-12 1.2.3 HEDP 预镀铜废水性质 12-14 1.3 有机络合重金属废水处理技术研究进展 14-19 1.3.1 络合态重金属的去除方法 15-18 1.3.2 有机络合剂的去除方法 18-19 1.4 本课题研究目的与内容 19-21 1.4.1 研究目的 19-20 1.4.2 研究内容 20-21 第2章 HEDP 预镀铜废水处理方法初探 21-32 2.1 碱沉法 21-24 2.1.1 实验材料与方法 21-23 2.1.2 结果与讨论 23-24 2.2 Fenton 氧化法 24-26 2.2.1 实验材料与方法 24-25 2.2.2 结果与讨论 25-26 2.3 铁屑法 26-30 2.3.1 实验材料与方法 26-27 2.3.2 结果与讨论 27-30 2.4 三价铁盐沉淀法 30-31 2.4.1 实验方法 30 2.4.2 结果与讨论 30-31 2.5 本章小结 31-32 第3章 铁盐沉淀法处理HEDP 预镀铜废水及机理研究 32-45 3.1 实验材料与方法 32-34 3.1.1 实验材料与仪器 32 3.1.2 废水来源及水质 32-33 3.1.3 实验方法 33 3.1.4 分析项目与方法 33-34 3.2 结果与讨论 34-44 3.2.1 FeCl_3 沉淀法处理HEDP 络合铜废水影响因素研究 34-36 3.2.2 FeCl_3 沉淀法处理HEDP 预镀铜废水机理探讨 36-39 3.2.3 Fe504 沉淀法处理HEDP 络合铜废水 39-44 3.3 本章小结 44-45 第4章 Fenton 氧化法深度处理HEDP 预镀铜废水 45-49 4.1 实验材料与方法 45-46 4.1.1 实验材料与仪器 45 4.1.2 废水来源及水质 45-46 4.1.3 实验方法 46 4.2 结果与讨论 46-48 4.2.1 pH 值对处理效果的影响 46 4.2.2 H_2O_2 投加量对处理效果的影响 46-47 4.2.3 [Fe~(2+)]/[H_2O_2]对处理效果的影响 47-48 4.2.4 反应时间对处理效果的影响 48 4.3 本章小结 48-49 第5章 铁盐沉淀-Fenton 氧化联合工艺处理HEDP 预镀铜废水工程应用 49-54 5.1 放大试验 49-50 5.1.1 试验方法 49 5.1.2 试验结果 49-50 5.2 处理工艺流程及设计说明 50-51 5.2.1 处理工艺流程 50 5.2.2 设计说明 50-51 5.3 实际工程运行结果 51 5.4 工程经济分析 51-53 5.5 本章小结 53-54 第6章 结论与建议 54-56 6.1 结论 54-55 6.2 建议 55-56 参考文献 56-61 致谢 61-62 攻读硕士期间公开发表的论文 62
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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
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