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沉镍残液处理研究

作　者: 杨群
导　师: 宁平
学　校: 昆明理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 铁氧体法中和法污泥回流重金属沉镍残液
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着现代工业的高速发展、城市化的加速和人口急剧增长,各种废水给人类的生存环境带来了日益严重的危害,特别是重金属废水,对人类健康和环境的危害越来越严重,有效的去除废水中的多种重金属离子并不造成二次污染的任务已迫在眉睫。论文以云南元江镍业有限公司的沉镍残液作为研究对象,考察了铁氧体法和中和法处理模拟沉镍残液的工艺条件和处理效果。该残液呈酸性,含有大量镁离子和多种重金属离子,需要采用净化处理工艺中和酸性废液,同时去除重金属离子。确定了影响铁氧体法的工艺参数：pH值、温度、搅拌时间和投药比。试验结果表明,该法最佳操作条件为：pH值11左右,投料比10,温度50℃,搅拌时间25min。经铁氧铁法处理的沉镍残液,出水中重金属离子的浓度均达到了污水综合排放标准；处理后的铁氧体沉渣便于分离,沉渣化学性质稳定,粒度均匀,磁性强,可以通过处理回收利用。从沉渣中分离出来的磁性产物的X-射线衍射图谱及尖晶石型铁氧体Fe304的衍射图谱对比可以看出,运用该法所得的沉淀物中的磁性部分具有尖晶石型铁氧体的晶体结构。但铁氧体法处理大量废水,升温较为困难,消耗相当多的铁盐、一定数量的苛性钠及热能,且处理时间较长,使处理成本较高。中和法处理沉镍残液,对比研究了两种处理工艺。一种是用先用5%石灰乳调pH值到9.5左右,沉淀、过滤,再将上清液pH调到12.5左右；另一种是先用5%石灰调pH值到12.5左右,沉淀、过滤,再用聚合硫酸铁将上清液pH调到8.5左右。同时考察了污泥回流及污泥回流方式对以上两种处理工艺的影响。试验结果表明,经过这两种处理工艺处理的沉镍残液,出水中重金属离子浓度均达到了污水综合排放标准。对于第一种方法,先碱化污泥再中和的处理效果要比先酸化再中和好,最佳的污泥回流量分别为40%和50%,但出水pH值较高,无法直接排放。对于第二种方法,最佳的污泥回流量为30%～40%,出水pH值在8左右,可以直接排放,与同样条件下不采用污泥回流的处理工艺相比,其形成的污泥含水率从93.27%降到90.81%,生成的污泥量减少了1/4左右,沉降速率明显加快,同时也提高了处理效率,减少了药剂用量。论文通过对铁氧体法和中和法的比较认为,污泥回流-石灰中和-聚合硫酸铁回调法工艺合理、流程简单、操作方便、处理成本低,建议采用此法对该厂的沉镍残液进行处理。同时对试验中产生污泥提出了处理与处置建议。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-11
第一章研究背景、意义、内容  11-15
  1.1 研究背景  11-12
  1.2 研究意义  12
  1.3 研究内容  12-15
第二章文献综述  15-29
  2.1 重金属废水的来源及危害  15-17
    2.1.1 重金属废水的来源及特征  15
    2.1.2 重金属废水的危害  15-17
  2.2 重金属废水的污染特性  17-18
  2.3 重金属的排放标准  18-19
  2.4 重金属废水的处理原则  19
  2.5 重金属废水处理技术现状及发展  19-27
    2.5.1 化学法  20-22
    2.5.2 物理化学法  22-24
    2.5.3 生物化学法  24-25
    2.5.4 重金属废水处理技术的新进展  25-27
  2.6 结语  27-29
第三章试验方案及技术路线  29-45
  3.1 铁氧体法  29-36
    3.1.1 铁氧体  29-33
    3.1.2 铁氧体法基本原理  33-35
    3.1.3 铁氧体法工艺流程  35-36
  3.2 中和法  36-40
    3.2.1 中和沉淀条件的选择  36-38
    3.2.2 含多种重金属废水的处理  38
    3.2.3 污泥回流  38-39
    3.2.4 中和法工艺流程  39-40
  3.3 论文研究内容  40-41
  3.4 主要试剂与仪器  41-42
    3.4.1 主要试剂  41
    3.4.2 主要仪器  41-42
  3.5 分析测定方法  42-45
    3.5.1 重金属离子浓度的测定  42-43
    3.5.2 铁氧体的晶体结构  43-45
第四章铁氧体法处理沉镍残液结果讨论  45-55
  4.1 NaOH投加量对pH值的影响  45
  4.2 单因素影响试验  45-51
    4.2.1 pH值的影响  45-47
    4.2.2 温度的影响  47-49
    4.2.3 搅拌时间的影响  49-50
    4.2.4 投料比的影响  50-51
    4.2.5 最佳操作条件下试验  51
  4.3 沉淀物分析  51-54
    4.3.1 沉降性  51-53
    4.3.2 X-射线衍射表征  53-54
  4.4 本章小结  54-55
    4.4.1 水质分析  54
    4.4.2 沉淀物分析  54-55
第五章中和法处理沉镍残液结果讨论  55-69
  5.1 Ca(OH)_2浓度的确定  55-56
  5.2 单因素影响试验  56-59
    5.2.1 pH值的影响  56-58
    5.2.2 温度的影响  58-59
  5.3 分步沉淀-污泥回流法  59-65
    5.3.1 污泥回流对处理效果的影响  59-64
    5.3.2 分步沉淀方法的比较  64-65
  5.4 沉降效果  65-66
  5.5 污泥回流的反复性验证  66-67
  5.6 本章小结  67-69
    5.6.1 水质分析  67
    5.6.2 沉淀物分析  67-69
第六章结论与建议  69-73
  6.1 结论  69-70
  6.2 建议  70-73
致谢  73-75
参考文献  75-81
附录A 硕士期间发表的论文  81-83
附录B 硕士期间参与的基金项目  83

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