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  • 2022-04-22 13:48:55 发布

含镍络合废水处理技术研究

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'.、.^^8:知:寺::磨笑儀jH^SSBv:if:破当■p程硕±学位论文iksSHtfeXfSS:‘:_.;.V4、'與.'.*■.:g.*工程领域:环境工程--水处理技术:研究方向论文作者:ili学校导师.孙贤波副教授王维平教授级高级工程师企业导师..1;■I2〇15S22定稿日期:年月日 学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权华东理工大学可W将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可W采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密论文在解密后遵守此规定。论文涉密情况:^巧不保密□保密,保密期(年月日至年月日)_______学位论文作者签名;键指导老师签名;王月冰10化日期:化年日日期:年^月U曰 分类号:X703密级:UDC:华东理工大学学位论文含儀络合废水处理技术研巧陈健俊指导教师姓名:孙贤波副教授华东理工大学王维平教授级髙级工程师上海轻工业研巧所有限公司申请学位级别:硕±专业名称:环境工程20155222015522日论文定稿日期;年月日论文答辩日親年月学位授予单位:华东理工大学学位授予日期:答辩委员会主席:刘勇弟教授评阅人:邱兆富副教授了伟高级工程师 作者库明我郑重声明;本人恪守学术道德,崇尚严谨学风。所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研巧工作所取得的结果。除文中明确注明和引用的内容外,本论文不包含任何他人己经发表或撰写巧的内容。论文为本人亲自撰写,并对所写内容负责。论文作者签名:东f這王0/五r年月:日 华东埋工大学工程硕±学位论文第I页含镇络合废水处理技术硏究摘要电辕废水成分复杂,常含有多种对人体、环境有害的重金属,其中尤W镇较为典型,废水中含有的络合物成分可与镶离子形成金属络合物形式,大大增加了废水处理难度。本课题W含有典型络合物(酒石酸EDTA、、巧樣酸、氨)为代表的锭镶模拟废水为研巧对象,采用Fenton、UV/H2O2等多种方法对其进行处理,研究各种方法对含络合剂电被废水中辕的去除效果,并得出相应的最佳工艺处理条件,为实际含镶络合废水的处理提供依据。论文通过实验和理论计算得出,废水中酒石酸、巧濛酸、EDTA、氨等络合剂的存在,会影响含媒废水通过氨氧化物沉淀法的去除效果,为法到《电辕污染物排放标准》GB2-200801EDTA、巧00.m/L的排放标准,应降低废水中酒石臉巧樣酸、氨络(冲g合剂的浓度。对于酒石酸锦模拟废水,采用Fenton氧化法、UV/H2O2法处理效果较好。FentonW氧化法最佳工若为:初始pH值3.0、30%H2O2投加量1.33mL/L、nFe:nH2〇2为1.4:1、()()反应时间Ih,沉淀pH值10.0,处理后镶浓度小于O.lm/LUV/HO工艺为:g!22法最佳初始阳值为3.0、30%&〇2加入量2血/L,15W紫外灯光照120min,沉淀阳值10.0,处理后镶浓度为O.Wmg/L。对于梓樣酸镶模拟废水,Fenton氧化法可取得较好效果,而采用UV/H2O2法处理效果不佳。Fenton氧化法最隹工艺为:在pH值为3.0,30%战〇2投加量1.巧mL/L,2+nFe:nH2〇2为1.4:1,反应时间1h,沉淀pH值10.0,处理后锦浓度可降至0.46mg/L。()()-NEDTAi对于模拟废水,采用阴离子交换树賄吸附处理能使其中镇满足达标要求,enon-21RX-3而采用Ft氧化法、UV/H2O2法对其进行处理,处理效果均不佳。采用RX、1型阴离子交换树脂,在废水流速为4BV/h、流过树脂体积40BVW下时,均能对攘去除产生良好作用。、对于縷氨模拟废水,采用壑合树脂法憐酸较镑沉淀法对其进行处理,均有较好的h3—M=去除效果。磯酸镑镶沉搪法最隹工艺为:水中ng:nP〇4:nNH31.2:1:1,反()()()应pH值10.0,反应时间2h,处理后镶浓度可低于0.1mg/L。enton关键词:镶电皱废水络合物;FUV/HO离子交换法;:;22; 第II页华东理工大学工程硕±学位论文searc-RehontheremovalofnickelcomlexfromelectrolatinwastewaterppgAbstractThecompos姐onofelectroplati紅gwastewaterwascompUcated.Itcontainedavarietyofheavymetalswhichwasharmfultohumanandenvironment,especiallythenickel.Thecomplexescancomplexwi也nickelions,soitwiUincreasethedificultyofwastewatertreatment,hi化is^searchsomeme化odssuchasFento打andUV/H2Owereused化deal,,2,-withthenckelcontaininwastewaterwhichcomlexedwithsinleclexinigpgompgagent(tartaricacid,citricacid,EDTAandammo打ia).TheKsxUtscanrovide化ebasicfortheptreatmentofactualwas化water.Thepapershowed化suitsbyexpenme打tsandtheoreticalcalculation,whentartaricacid,citricacid,EDTAandammoniawerepresencedinthewater,thetotalnickelcannotmeetthedischarestandardbchemicalreditatio打.Tome巧the化talnickellevel化0emi巧igyppinon—standardofollutantsforelectrolatinGB219002008theconcentrationoftartaricacidppg(),,citricacidE口TAandammoniashouldbeKduced.,-wasForthenickeltartaricacidtewaterusinFentonandUV/HOrocesscanachieve,g22poodresuts.eotimzedexerimentaconditionsfrFento打oxidatio打rocesswerentaglThpiplbpiiil2+H===p3.0thedosageof30%H2O2solutionl.:33mUL打Fe:nH〇1.4:11hourof,22,,()()=巧actiontimereciitationH10.0andthenickelcanreduce化0.1m/Laftertreatment.,ppp,gT=heoptimizedexperime灯talconditio打sforUV/H2O2processwereinitialpH3.0,thedosage〇=of30/〇H2O2solutio归2mL/L120mi打utesofreactiontimeat15WUVlamirradiation,p=andprecipitatio打pHl0.0,andthenickelcanireduce化0.36mg/Laftertreatment.Forthenicke^citricacidwastewater,usi打gF的itonprocesscanachievegoodiresults:whileusinLTV7H202rocessustetoorults.TheotimizedexerimenlcndiifrgKsptaotonsopjgppF==entonoxidationroc巧swerein姐alH3.0,thedosaeof30%H2O2solution1.33mL/Lg,pp2+==打Fe:打H2O21.4horretiotimeandreciittiH10.0andthenickel:1Iuofacnaon()(),ppp,can巧加ceU)0.46m/Laftertreatment,gFrtheEDTA-nhan化inoickelwastewaterusinanionexceresinadsorbnickel,g吕wastewatercanachievegoodresults,whileusingFenton,UV/H2O2processjustgetpoor*=RX-21-1smacraeiresults.ThetotalnickelcanberemovedbyRX3iettheonditionofflowt,4BV/hvolumeofwastewaterbelow40BY,F-巧smaorthenickdammoniaescnMAPnsumammonumwastewatruinhelatingieii,gg,(hoshaterocesscanachieveoodresults.TheotimizedexerimentalconditionsforMAPpp)pgpp 华东理工大学工程硕±学位论文第III页—2+==procesiswerenfcV):n(NH3):n(Mg)1‘2:1:1,precipitationpH10.0and2hoursreactiontimeandthenickelcanreduce化.1m/Laftertreatment.,0gKeywords:nickel;electroplatingwastewater;complex;Fenton;UV/H2O2;ionexchange 第IV页华东理工大学工程硕±学位论文目录第11章绪论11.1研究背景1.2研巧目的及意义21.3研巧内容2第2章国内外研究动态42.1电锻废水概况42丄1电辕废水来源42丄2电被废水水质特性52丄3电渡废水中络合剂成分52.2含镶废水处理常用方法72.2.1化学沉淀法82.2.2离子交换法822..3吸附法92.2.4膜分离法92.2.5生物法9229..6混凝、絮凝法12.0.27不同处理方法的比较2.3络合有机物降解去除技术102.3.1Fenton法101122V.3.U/H2〇2?i2V法11.3.3U/Ti〇22.3.4其他方法11第3章络合剂存在对含镶废水处理效果的影响1213.1实验部分23丄1实验材料与试剂12133丄2实验方法3丄3分析方法13314.2结果与讨论314.2.1氨氧化物沉淀法去除水中镶3.2.2络合剂存在时对镶去除的影响14315.2.3化学平衡计算 华东涩工大学工程硕±学位论文第V页323.3本章小结第4章Fenton氧化法处理含镶络合废水254.1实验部分254丄1实验柯料与试剂254丄2实验方法264丄3分析方法264.2结果与讨论2642F畑-26..1ton氧化法处理酒石酸辕模拟废水-4.2.2Fenton氧化法处理巧樣酸镶模拟废水27EDTA-274.2.3Fenton氧化法处理镶模板废水4.3本章小结30第5章UV/H2O2法处理含镶络合废水31511.实验部分35丄1实验材料与试剂315丄2反应装置32325丄3实验方法5丄4分析方法325.2结果与讨论34-5.2.1UV/HO法处理酒石酸镇模拟废水3422V/H0-405.2.2U22法处理巧樣酸镶模拟废水-52V/HO43..3U22法处理EDTA镶模拟废水5.3本章小结45第6章整合树脂处理傑氨络合废水4661.实验部A466丄1实验材料与试剂466丄2实验方法476丄3分析方法4862结果与讨论48.-46.2.1树脂静态吸附镶氨络合废水8--654.2.2树脂动态吸附处理锡铜氨络合废水657.3本章小结EDTA-N第7章阴离子交换树脂吸附处理i废水597159.实验部A 第VI页华东遷工大学工程硕±学位论文7丄1实验材料与试剂巧7丄2实验方法607丄3分析方法607.2结果与讨论6071EDTA-.2.树脂动态吸附处理Ni废水60-7.2.2树脂动态脱附EDTANi617.3本章小结紀第8章磯酸锭镇沉淀法处理媒氨络合废水中重金属638.1实验部分638丄1实验材料与试剂妨38丄2实验方法648丄3分析方法68.2结果与讨论648.2.1药剂投加摩尔比对处理效果的影响64865.2.2反应时间对处理效果的影响865.3本章小结第9章总结679.1全文总结679.2存在问题68参考文献69致谢74攻读硕±期间论文发表情况75 华东惡工大学工程硕±学位论文第1页第请绪论11.研巧背景电锥行业是我国重要的工业经济领域之一生产生活有着密不可分的作,与人类的用。电渡产品存在于各式各样的物件么中,从汽车工业的轴承、精密齿轮、控制盘,电子工业的印刷线路板、螺母,、,送些无不都、电阻到化学工业的阀口累等产品需要耐一用的性能和精美的外观,而电锭作为表面处理工艺的种,具有提高金属防绣蚀、増强耐磨性等特点,还能赋予其诱人的外观色泽,提高产品性能。与此同时,电馈行业的快速发展也带来了许多环境污染问题,重金属污染就是典型U一气15的类。全国电彼厂约有.万家,每年排放出含重金属废水达到4亿吨电锻废水。成分复杂,废水中含有的重金属离子对人体有较大毒性按所银金属种类不同,电彼分为锻铜、德攘、锭铭、锭银等。锻镶是电辕工业中应用最广泛的锥种町渡镇产生的废一,水之中,镶作为类污染轨会在环境及动植物体肉积累对人体健康产^长远影响。对于人体,,镶过量可能会导致严重的肺和肾脏问题如肠胃不适、肺纤维化、皮肤性炎W1一症等,除此之外,镶对人体还是种致癌物质。电链过程中,络合剂的加入对辕件的质量性能起着重要作用,络合剂的加入提丹了一锥件的性能个严重问题—、赋予其更精美的外观,但由此却带来了另提商了废水处理的治理难度,使得原本通过简单化学处理即可达标的废水无法实现达标自放。要实现f-。电被行业的可持续发展,电锻废水的达标处理问题迫在眉睫目前一,随着电被行业的快速发展,水环境污染的问题进步恶化,各地也纷纷出台了相关的污染物排放标准。2008年,在电彼行业中,为促进电锥污染物治理技术的提升,2-国家环保部发布了《电锻污染物排放标准》GB19002008,该标准对电锻企业废水()一排放限值进行了明确规定,对于类污染物总縷控制要求在车间或生产设施废水排放口wwt完成。其他标准中也对总媒提出了相应的排放要求,各排放标准的总镇相关排放限值见表1.1。表1.1总镑的排放标准Table1.1Dischargestandardoftotalnickel标准名称排放限值恤g/L)m0—5电馈污染物排放标准.般地区2-GB190020080.1特别排放限值地区()铜、镶、钻工业污染物排放标准0.5最高允许浓度25467-20GB10() 工第2页华东理大学工程硕±学位论文01A上海市污水综合排放标准.级标准卿入III类及W上地表水区撕DB3/1-2009B级标准1(199).0(排入IV、V类地表水区域)污水排入城市下水道水质标准1.0最商允许浓度J30抬-C1999()城镇污水处理厂污染物排放标准0.05最髙化许排放浓度(日均值)-GB189182002()从表1.1中可看出,对于电彼废水中的重金属镶污染,采用《电银污染物排放标准》较为合适。污染物排放限值的提升,势必要求对此废水开发出相应的新工艺、新手一段,该己成为电馈行业废水处理的重大问题之。面对含镶电辕废水水质的日益复杂,,、来自国家政府更为严格的管理措施当今重一金属污染已经成为最为棘手的环境问题之。因此,为了保护人与环境,实现社会的可持续发展,必须对此采用相应手段进行处理。1.2研巧目的及意义本课题W含有典型络合剂(酒石酸、梓樣酸、EDTA、氨)为代表的彼镶模拟废水,作为研究对象,依据縷在不同处理过程中的去除行为采用Fenton法、UV/H2O2法及其,,他传统废水处理技术通过工艺调整及参数优化提髙废水处理效率,提出有效的废水水质达标处理工艺。此课题的研究具有重要的环保意义,能为实际被辖废水的处理提供参考。1.3研究内容本次课题选取四种电渡过程中使用的络合剂,配置实验用模拟重金属络合废水,为建立针对辕镶络合废水的处理工艺,本课题主要围绕W下几点进行研巧:(1)针对含镶电锥废水中存在的典型络合剂,通过理论计算和小试实验的方式,研充络合剂存在对废水中重金属镶的达标排放影响;(2)采用Fenton氧化法氧化含络合剂(酒石酸、巧樣酸、EDTA)锻镶模拟废水中的有机物,W此释放出更多游离的镶离子,通过化学沉淀去除水中镶,考察不同药剂投加量、反应时间、pH值等因素对处理效果的影响;(3)采用UV/H2O2氧化法氧化含络合剂(酒石酸、巧樣酸、EDTA)辕镇模拟废水中的有机物,通过化,考察H,此释放出更多游离的縷离子学沉淀去除水中攘2化加入量、光照时间、反应pH值等因素对处理效果的影响; 华东埋工大学工程硕±学位论文第3页(4)采用莖合树脂吸附处理镶氨络合废水,考察静态实验中的树脂用量、初始pH值、吸附时间等因素对树脂縷吸附性能的影响,并评价树脂的动态吸附、动态脱附性能及稳定性。-(5)采用阴离子交换树脂处理EDTANi废水,通过动态吸附、动态脱附实验考察其对水中镶的去除是否有效、树脂能否再生利用。(6)采用磯酸较镶法处理攘氨络合废水,考察其对水中镶的去除是否有效。 第4页华东湛工大学工程硕±学位论文第2章国内外硏究动态2.1电被废水概况2丄1电镶废水来源,4随着工业技术的发展,电被行业规模不断扩大废水排放量也随之増加。201年,iltl业的数量约有据不完全统计,全国电渡企1.5万家,每年电锥废水总排放量达到4亿L吨之多。电镶废水因其含有的重金属难乂被生物降解,毒性大、危害大,,具有累积作用。若不妥善处理,对生态环境势必将产生巨大的破坏作用图一2.1为典型的电镶工艺,在电锻环节中其流程可大致分为前处理、电潑及后处i2t'理过程。电辕废水的产生:,主要来自下化个方面1)锭件清洗水。彼件经过电鞭槽电锻后,锻件上会带有许多未被去除的戀液,此时可采用多级浸洗或喷淋清洗的方式去除锻件上的污染物一,减少对下道工序的影响。2)除油、除诱废水。總件前处理中,需要对辕件依次进行碱性除油、酸性除镑步骤,加,,由于银件会不断带出溶液之除铸过程被槽中酸不溶物与铁等金属物质的累积一时间长了溶液老化,需要定期更新部分老化溶液。一3)老化、报废的电辕液。电辕液的使用存在定寿命,当电被液中杂质过多时,会使得被件质量受到影响,,此时需报废旧电戀液重新更换之。4)银液过滤水。许多锻液需要采用循环过滤来保持渡液性能,过滤后,当滤苍、一滤筒需要清洗时,则会产生部分废水。一5,,)其他废水。电镶过程中,还会在其他些途桓产生废水如锥件质量不合格时需要退除不良锭层使用的退链液;镶槽、极板维护保养时产生的洗涂废水;因设备状况不佳、操作不当产生的跑、冒、滴、漏等。锻件一?除油?除诱?水洗前处理电镇电辕过程T电辕成品—烘干^清洗后处理图2.1电锥工艺流程Fig.2.1Diagramofelectrolatinrocesspgp80%^上,鑛液过滤水、废锻液则约占电锥废水主要来源中,链件清洗水占到了( 华东理工大学工程硕±学位论文第5页U3%一10l在被件表面清洗时,镶液中的污染物如金属镶、铜等1^及些其他成分,随嫂液表面的附着液进入到废水之中。2丄2电缀废水水质特性电彼过程中,为了提髙被层的性能质量,工艺中往往会引入许多物质,电镶液的组成对电锥效果起着很重要的作用。电镶液主要由主盐、络合剂、导电盐、缓冲剂、稳定剂、阳极活化剂、添加剂送几部分沮成。其中,主盐即能够在阴极上进行电沉积的镶盐(如硫酸镶,。、氯化镶等)络合剂则起到改善电沉巧效果的作用电锻废水成分复杂,造成污染的有酸碱污染、有机需氧物质污染W及重金属污染等,其中,尤W重金属污染最为难处理。本次课题中,通过对上海周泣兰家电锥企业进巧21实际废水采样.,将得到的水样进行分析后,得出表中的水质情况。21表.实际电锥废水水质调査Table2.1Qualityofactualwastewaterfromelectroplatingfactory水质指标丙厂^里pH值1.633.19當胞化学需氧量(COD,mg/L)220328401总氮(WNthmg/L)576469氨氮(WN计,mg/L)181921巧m/L10912974643(g)33^电导率uS/cm8.64X10626X105.34X10()铜恤g/L)74.67.31.3镶m/y85.642.08.9(g辑(mg/L)66.7巧.975.23Cr脚g/L)1411.89X10843'N〇3(mg/L)1702132073^^S〇Amg/L)3.20X101.90X102.32X10通过表2.1可W看出,不同的电链企业废水因电锻工艺、被件清洗方式、车间管理。水平的不同,,导致废水中排放的主要污染物成分、浓度略有差异但总体上污染物含量相对较低。21..3电渡废水中络合剂成分一电锥攘过程简单地描述,即是在溶液中施加定电压,使溶液中金属离子朝电极界面扩散(阴极)上获得电子而还原为金属儀,从而在零件上形成,使得媒离子能在链件--金属攘层,其过程可表示为反应式口1)、口巧。2+扩故W的师2〇)6]嘛液内部)次)6f巧极表面)()2+〇+沁一^N_2巧极表面i+畑〇的卿2)6])论風2口) 第6页华东埋工大学工程硕±学位论文 ̄14[1研巧表明,与攘离子结合的络合剂稳定常数越大,金属锻层形成速度越慢,锻件2+2+质量越好。Ni在水中W标准八面体的水合攘离子[Ni(H2〇)6]形式存在,通过加入络合剂,可形成更稳定的金属络合物,,从而降低电沉积的反应速度,可W获得更小的晶粒辕层更为细致。4—一N辕媒过程般不选用强络合剂I如选用氛离子CW形成iCN后,镶A乎不被[()6]还原一,无法形成有效的锥层。因此I在被镑络合剂选择时,般采用中等强度或较弱的151122一络合剂,使用较多的为送基幾酸,表.中列出了其中些主要物质。表2.2锥镇洛合剂种类Table2.2Complexingagentofnickelplating镇镇络合剂分类代表性物质幾酸、終基簇酸巧樣酸、酒石酸、丙酸、葡萄糖酸、乙醇酸等氨基醇二玄醇胺、H己醇胺等氨基幾酸氨基丙酸、EDTA、氨H乙酸等无机《縣酸H聚憐酸、焦憐酸等=亚有机磯酸経基亚乙基二麟酸(HED巧、氨基甲基等本次课题实验中,涉及到的络合剂有酒石酸、巧樣酸、EDTAW及氨,其相关结构23分子式、络合稳定常数咖表.中所示。表2.3实验中使用到的锻镇络合剂Tabl2Clle.3ompexingaentofnickelatinusedinexrimentgpgpe络合锦稳定常数序号名称化学式分子结构式分子量(倍片)H酒石酸H0-C-C00HI1501〇.09K315.〇4[诉66.0^i,2--COOHtartaricacHOCidIHHH-C-COOHmmHO—mmHO—CHCCOOH2O?1921414.fig.3ciidIitrcacH-C-COOHIH 华东理工大学工程硕女学位论文第7页W/谢2〇)細EDTACH^N2V\GHGOOHs3EthleneDiamineCHNO292.25K18.6yiowss\畑鄉烟TetraaceticAcidCHN2^^CHCOOHa275身.公45,24NH3NH317公36.64,公47.79ammonia公58.50,公68.49——十A—MA2A?注:(DmMA軒③MA+A2粒感M+MA2片尸度1&酒石酸是一种楚基簇酸,存在于多种植物体中,可用作还原剂、磬合剂,广泛应用于食品、制革、医药等行业。酒石酸盐无毒性,在电辕行业中可用作电镜辅助络合剂,强碱性条件下可与金属形成稳定的络合物,用作电辕辅助络合剂时,电鑛后f件具有辕1611层光滑均匀的优点。一梓樣酸是种H元幾酸,又名构嫁酸,与金属镶离子结合具有较强的络合能为,可形成稳定的整合物。由于梓樣酸无毒性、环境污染小,巧樣酸盐锻镶可用来替代氯化物辕铜等成为无氛工艺,属于环保清洁生产工艺。梓樣酸盐体系pH值为中性附近,因而tnl可减轻电被过程中腐蚀的产生,梓樣酸的添加可有效提高阴极极化作用,改善锻层性能。EDTA又名己二胺四乙酸,常金属钢盐的形式存在,在化工行业中,角途非常广泛,与碱金属可形成稳定的配合物,是整合剂的代表性物质,在渡媒工艺中也有所应用U81一旦废液中存在少许即可带,但由于其与金属络合能力较强,出许多重金属离子,因此较少使用。一氨作为无机化合物么,在酸性条件下氯化锭游离出的氨较少,因此,氯化钱只能一显示出其较弱的络合能力,通常会加入,为了获得更好效果些更强的络合剂。2.2含辕废水处理常用方法由于重金属的固有特性,无法类似有机物通过生物降解的办法而被完全去除,镶的去除仅是在水溶液中通过形式的转变才能与溶液进巧分离,由于含镶废水在水中的浓,因此度、成分可能各不相同,适用的处理方法也不尽相同。按去除过程不同分,常用的方法大致可分为物理法、化学法、生物法H种。物理法指水中的儀不发生化学形态的变化而被直接去除,如蒸发、膜技术等;化学法则与物理,法对应;通过富,镶的去除经过了化学形悉的改变生物法是依靠微生物或植物的作用集、吸收、絮凝来达到去除镶的目的。 第8页华东埋工大学工程硕古学位论文2.2.1化学沉淀法一化学沉淀法作为废水处理技术之,因其操作容易、费用较低而被广泛地应用于重tW金属废水处理。在沉淀过程中,化学试剂与金属镶离子发生反应形成不溶的沉淀,通过沉淀池或过滤进行去除,处理后的水可进行回用或排放。常用的化学沉淀法包括氨氧化物沉淀、硫化物沉淀W及重金属莖合沉淀。1)氨氧化物沉淀PWN氨氧化物沉淀通过向废水中加入碱性物质,如aOH、Ca0H等控制废水pH()2值在碱性条件,形成的金属氨氧化物Ni(0H)2经絮凝沉淀去除。虽然氨氧化物沉淀对大一部分重金属废水处理均适用,但使用中仍存在定限制,例如部分金属氨氧化物是两性的一一,在处理时种金属理想的沉淀pH值却可能使另种金属重新溶解,另外,废水中络合剂的存在也影响金属氨氧化物的沉淀。2)硫化物沉淀硫化物沉淀法较之氨氧化物沉淀对重金属废水处理更为有效,同种金属硫化物溶度-PiI9]而N5XMS溶度积常数为3.2X10i0H.48积比氨氧化物更小,如,()2溶度巧则为’ielO。另外,硫化物沉淀亦不存在金属两性溶解问题,可?形成更致密的污泥。但同时,一H。硫化物使用也存在定缺点,酸性条件下可能引起有毒的2S气体产生3)重金属整合沉淀ps莖合沉淀法i是根据重金属与藝合剂形成沉淀物来达到去除水中重金属离子的目psi。的,塾合剂有时也被称为重金属捕集剂,多为商分子化合物常见的重金属捕集剂N沾一N、SNa/?--RNHC-SNa)有TMT(H琉基兰嗦兰巧盐,SNa)和DTC民(二硫代氨基甲酸盐,系列。整合沉淀具有处理效果好,pH值适用范围广的特点,但使用中可能引起二次污染问题。'心1一王刚等制备了种新的重金属莖合剂PEX(聚己婦亚胺基黄原酸納),其对操去除显示出良好性能,最高去除率可在99%W上。2.2.2离子交换法离子交换技术因其高处理量、高去除率、基团交换速度快而被广泛应用于重金属废一-)水的治理。用于废水中重金属去除的阳离子交换树脂般是带有磯酸基(SOsH的强PS1+-COOH酸树脂或幾基()的弱酸树脂。树脂上毅基或磯酸基中的H离子通过与金属--34。离子交换来达到去除水中重金属的目的,反应过程如公式口)、口)所示此外藝合树脂与阳离子交换树脂相仿。,通过与金属形成整合物也能达到类似特性++—+-nR-SOH姐23]+Nf()n+n++—---COCnRGOOH+MR?M+nH24)(〇(26[】Dorota等采用两种阴离子交换树脂在EDTA存在时吸附处理N、Co,i、Cu、ZnP7'采用亚胺结果显示对此种废水处理方法效果较好,金属能够得到有效去除。王文忠等 华东理工大学工程硕±学位论文第9页二己基酸树脂吸附处理镶,发现其吸附性能良好。2.2.3吸附法一吸附法是种被认为高效经济的重金属废水处理手段。由于吸附过程的可逆性-吸PS1附剂在适当条件时可进行再生解吸,加之吸附剂价格低廉,粉煤灰、壳聚糖膨%13,因此润±等均可作为吸附剂材料,吸附法可用于浓缩富集废水中的重金属,来达到水质净化的目的。PU齐延山等通过采用高错酸钟对活性炭进行改性处理,吸附处理巧樣酸辕废水,发现改性后的活性炭对镶的吸附处理效果较未改性活性炭有较大提高,络合镶去除率达到〇97.6/〇。P2一Yang等巧U用聚氨醋通过二硫代氨基改性后制备了种新型吸附材料,该材料对-EDTANi显示了较好的吸附效果。22..4膜分离法膜分离技术通过采用具有渗透性的膜阻挡金属离子来达到废水的净化及金属的浓缩、。用于重金属去除的膜工艺有超滤、反渗透纳滤、电渗析等。一胶束强化超滤作为超滤技术之,通过向水中添加表面活性剂,当临界胶束浓度形成时,anis,表面活性剂形成的胶束包裹金属形成更大的结构易于被超滤膜阻隔。D等Py用十二烧基酸硫酸钢为表面活性剂、聚碳酸醋为超滤膜,处理初始浓度0.2mM的镶离子,去除率可[^达到98.6%。另外,十二烧基硫酸钢口08)、直链烧基苯横酸盐库六8)作为阴离子表面活性剂,也可应用于胶束强化超滤处理镶废水反渗透技术采用适合的半透膜,可使干净的液体流过而截留住污染物,目前,反渗透技术正成为一项越来越流行的废水处理选择。Mohsen等通过反渗透工艺能够成功去除NiII、Cun,两种金属的截留率均高于99.5%。()()225..生物法生物吸附法是含媒废水的处理方法之一,主要通过富集重金属于生物体内来去除重金属,吸附机理可能包含了离子交换、靈合、物理吸附等诸多过程。生物吸附条件很大程度上会对吸附效果产生影响,如H值、初始浓度、温度等p。pelRaize等采用海洋中的海藻对水样进行镶、铅、铜的吸附,研巧得出吸附过程由吸附剂表面的基团与金属发生结合作用,这些基团主要是氨基、簇基、辑基等。226..溜凝、絮凝法混凝,,、絮凝工艺处理含媒废水也较为常用混凝、絮凝后通过沉淀过滤的形式镇离子可转变为不可溶的物质得到去除,通过。常用的混凝剂如铁盐、铅盐等改变颗粒电荷电性来达到脱稳,通过网捕架桥作用可使水中辕离子高效地被去除PS2+2+l刘耀兴等通过混凝法处理电被废水中的Ni和Cu,当采用混凝剂聚合氯化铁、2+,N产、L助凝剂聚丙痛醜胺时,处理后的废水有较好效果Cu离子能分别达到化06mg/和0.13mg/L。 第10页华东理工大学工稻硕±学位论文2.2.7不同处理方法的比较虽然所有重金属废水处理手段均能用于金属镶的去除,但在使用过程中,不同方法一24间可能存在定限制。不同处理方法间各有千秋.,表中列出了各类重金属废水处理方法的优缺点。表2.4重金属废水不同处理方法间的比较Table2.4Comparisonofdifferentmethodsinheavymetalwaster^^^化学沉淀法操作简单,适合处理髙浓度废水污泥量增多离子交换法处理效果稳定,应用广泛树脂再生可能引起二次污染吸附法操作简便、安全价格昂贵膜分离法处理效果优异膜易堵塞、渗透流量低生物法处理过程简单生物吸附材料来源困难混凝、絮凝法化理效果好产生大量污泥2.3络合有机物降解去除技术2nton.3.1Fe法2+Fenton法是由Fe与&〇2共同构成的反应体系,该体系可W产生氧化能力极强的92+H0?P’W自由基,能够使难降解的有机物被氧化分解。酸性条件下,由Fe、战〇2反-应产生的110具有很髙的氧化还原电位,可^^无选择性地矿化有机物,其反应过程可4111^^:(^由|^下过程描述2+-3+—?Fe+F++H0-H202e0H口5)3+2+—?e-F+〇Fe+护+H06战22口)2+3++?—?e-F+HOFe+H+H0227()?+一?H0+2-2也〇2〇2祀0+HO(8).—.RH-+HOR+战0(29)]++2+.—+F-ReR+Fe10(2)++——-民+〇ROOCO+HO211222()Lou等研巧了Fenton法氧化降解处理EDTA与多种金属离子的络合废水,得出"口min时处理效阳值2.0、Fe加入量O.OlmM、过氧化氨投加速率0.5mM/min、反应-EDTA能有效去除果较好INi。W31F钱湛等利用enton试剂氧化与硫酸铁试剂混凝处理同时含EDTA、梓樣酸、酒石2+酸的辕铜络合废水,在Fenton体系pH值4.0,过氧化氨投加量800mg/L,[Fe]/町2〇2]’摩尔比为化1,30C下反应60min,硫酸铁混凝pH值8.0、硫酸铁投加量500mg/L,其处理效果可达到COD去除率96.68%,金属縷、铜去除率均大于99.9%,处理后的镶、 华东埋工大学工程硕±学位论文第11页铜浓度满足国家排放要求,并利用GC/MS分析得出废水处理后产生出了多种新物质。W2+[化等entonen-利用F/类Fton法处理EDTANi废水,在战〇2浓度141mmol/L,Fe、3+Fe浓度1.0mmol/L,初始pH值3.0,沉淀pH值11.0时,嶺去除率达到92.8%。2.3.2UV/H2O2法45’46UVI堪利用紫外光加速&〇-/H2O2法2分解,产生更多OH自由基来提高难降解f47l有机物的去除能力。UV/H2O2法去除有机物通常可认为由H部分作用共同组成;1)紫外的直接作用导致有机物键断裂而产生降解;2)紫外作用下H2O2分解出更强氧化能3为的自由基,)紫外作用下提髙了分子的自由能提髙对有机物的氧化去除能力;,使有机物分子活化,从而更利于H202对其直接进行氧化。通过UV/H2O2法处理后,水中络合剂的去除更有利于化学沉淀处理重金属废水。2.3.3UV/Ti〇2法UV一/Ti〇2法由于二次污染少、催化活性高逐步受到关注,作为高级氧化法之,其产生的自由基可将有机物彻底矿化为C〇?2、战0及其他无机物。其产生自由基是依靠紫外照射时价带的电子被激发产生空穴,Ti〇2附近的Of或也0与空穴反应,从而产生强W’49l氧化性的自由基。PWMadden等用UVm〇2法氧化分解不同EDTA金属络合物,得出络合物间不同降-->-解速度:EDTACu>EDTA>EDTANiEDTAZn。24其.3.他方法PiomalThs等将从工业废水中分离得到的菌种用于降解金属EDTA络合物,发现5mmol/L的EDTA金属络合物28天内降解率低于60%,其中不同金属降解速废Fe>饥>N>Cid。52[]潘汉平等采用微波-Fenton法Ni-Cu-EDTA对废水进行了处理,得出了最佳工艺+2’为Fe加入量0.5mmol/L5mmol/.5,H202加入量18L,反应pH值2,反应温度撕C,反应时间9m,in此时攘、铜去除率可达到95%W上。 第12页华东理王大学工程硕±学位论文第3章络合剂存在对含镇废水处理效果的影响一一如今,重金属污染已经成为系列严重的环境问题之,越来越多地引起民众与政府的关注。电银行业中,、各种锥镶,呈、辕铜辕巧等技术可使得锥件获得优异质量现出精致的外观化及极佳的防腐蚀性能。嫂镇工艺中,各种络合剂的添加改善了辕镇效果I但往往却増加了废水处理的难度DTA一。酒石酸、巧樣酸、EW及氨作为电链络合剂么,在锻镇工艺中均有所应用,它们的加入使水中镇离子转变为镶与络合物的络合形态,因此,无法通过形成氨氧化攘将其去除。本章首先通过实验得出酒石酸、梓樣酸、EDTA及氨的存在对镶的沉淀巧竟存在何种效果,同时从化学平衡计算角度计算得出不同浓度的络合剂对媒沉淀效果的影响,从一定理论依据而对废水处理提供。义1实验部分3.1.1实验材料与试剂六水合硫酸镶、酒石酸、二水合梓樣酸H钢、己二胺四乙酸二钢、氯化较均为分析纯,购自上海凌峰化学试剂有限公司,氯氧化钢分析纯,购自国药集团化学试剂有限公司。。实验用水为由纯水机制得的去离子水表3.1中列出了实验中用到的主要仪器。表3.1实驗仪器Table3.1Instrumentsusedintheexperiment仪器名称型号或规格生产厂家PB-阳值汁10北京赛多利斯仪器有限公司原子吸收分光光度计novAA-400德国耶拿股份有限公司纯水机M-asterQ上海和泰仪器有限公司数忌鼓风干燥箱GZX-9的OMBE上海博讯微电子有限公司磁力攒拌器85-2金坛市杰瑞尔电器有限公司电子天平BT224S北京赛多利斯仪器有限公司,由于实际媛镇废水水样成分较复杂,实验采用人工配水选取废水中含量较多、较为有代表性的络合剂及辕,参照实际废水和链镶废液的组成如表3.2进行实验配水。 华东理工大学工程硕±学位论文第13页表3.2含镑横巧废水组成成分Table3.2Compositionofartificialwastewater络合剂含量NiS〇46H2〇含量攘含量络合剂n络合剂nNi():()mg/Lmg/Lmg/L无0224500酒石酸1於224501.5二水合巧樣酸兰钢376224501.5二水合-N476224505EDTA321.氛化较2742245063丄2实验方法(1)无络合剂存在时不同pH值条件下的氨氧化物沉淀32一,取表.中不含络合剂的含攘废水^^NaOH调节水样至定pH值后沉淀,1^^滤纸过滤后测定滤液中镶含量,确定化学沉淀法最佳pH值。(2)络合剂存在时不同pH值条件下的氨氧化物沉淀3一50取表.2中所配制的某模拟废水1mL至烧杯中用NaOH溶液调节模抵废,采20水押值进行化学沉淀,W滤纸对沉淀后废水进行过滤,取滤液倍稀释后测定水样N产浓度。3丄3分析方法pH值测定采用复合电极法。232 ̄总镇浓度测定采用火焰原子吸收法nm05.0m/L,于波长下绘制g的标准曲线,,31并据此测定水样中辕浓度图.为绘制的总辕标准曲线。=--12.84X012815y.2r=09963./■S4-)/鸦3-谤/咖2-X咳/■潘1tillII00...10.203040.5吸光度Abs图3.1总辕标准曲线巧31andardrvig..Stcueofnckel 第14页华糸理工大学工程硕±学位论文-1。总镶的去除率按公式3,7,C、()进行计算式中7为总镇去除率oG分别为反应前后的总镶浓度。-x-口与lOO%(31)C〇3.2结果与讨论32..1氨氧化物沉淀法去除水中锦当水溶液中只存在镶离子,而无其它络合剂成分时,通过简单的氛氧化物沉淀便能将水中镶去除。图3.2为硫酸镇溶液在不同pH值条件下沉淀过滤后水中剩余的镶浓度,由图可见,随pH值不断提升,溶解于水中的总媒浓度不断下降直至完全没有,当pH值为9.3时过滤后的水中剩余镶离子浓度为0.58m/LH值大于10.此时水中g,当p0时,剩余镇离子浓度己小于检测方法的最低检出限化05mg/L。因此,后续实验废水经破络处理后,废水pH值调节至10进行辕的沉淀。100.-V97100■y1。1^YS1儀质量浓度:A.4。|■40\-。一m:去除率I8-2。0.1;/\- ̄-——0 ̄■■.05J\.■!■089101112沉淀pH值图3.2pH值对镑的去除效果巧巧FEHnvankeig.3.2ffectofotheremoloficlp3.2.2络合剂存在时对镇去除的影响图3.3中显示了当四种络合剂酒石酸、梓樣酸、EDTA化及氨各自存在时,氨氧化物沉淀法对镇去除效果的影响。 华东埋工大学工程硕±学位论文第15页a100100b100.100111-總质量浓度-8080-80-综质量浓度.80去除率言香一。一去除率--60E60寡長60.-60是^一一—■一■輕#爱著.-4040I40..40III5W咬诉--20.§20魏20.20 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄T,- ̄ ̄—It——-广—-—一00n。n34567891011了8910"沉捷pH值沉淀H值p―00化C100100d1息〇品巧^,,,^^苗|-■一链质量浓度—一一?去除率镶质量浓度?..80如的.80:一.?.60郎置60.60裏g/寡..40..40II4040金I雖20./-20--2020_,一I\_,一— ̄-r—^1 ̄ ̄'■'>1?r^Fr^〇QI^^1〇〇8910111234567891011沉淀pH值沉淀pH值图3.3络合剂存在对錄去除效果的影响a)酒石酸b恃樣酸c)EDTAd氨))Fig.3.3Efectofcomplexingagentsontheremovalofnickela)tartaricacidb)citricacidc)EDTAd)ammonia图3.3中可W看出,当存在酒石酸、巧樣酸队及EDTA为络合剂时,通过氨氧化物(沉淀无法使得水中的镶得到有效去除,处理后水中線浓度变化不大,可见络合剂酒石酸、巧樣酸、EDTA)的存在对废水中金属镶的去除影响巨大;当W氨为络合剂时,从图中发现随pH值的升高,处理后的镇质量浓度呈现先减小后增大趋势,当pH值为10.0+时敏质量浓度最低为13.3mg/L。送是因为在低pH值条件下NH3较易形成NH4离子,2+而此时Ni窝子的去除主要依靠形成Ni(0巧2沉淀;碱性条件下随着pH值继续上升,+2+水中NH4离子向NH3形式转变,N战与Ni离子形成稳定络合物,影响了镶的去除。3.2.3化学平衡计算2+-3.1NH.2.3i2〇系化学平衡-祀0系化学平衡曾有较多人做过研究3-2对于N产,其存在如(佩示的化学平衡反闕应式。 第16页华东埋工大学工程硕±学位论文-2+-=-Ni(0H(固)Ni+20HIgK14.7)2^^2+-+Ni+0H〇NiOH=41峭.+-■=NiOHN-+0Hoi0H1齡3.932()2()—=Ni0H+0HONiOHIK3.0()2();g,---NiOH〇NiOH=1+0H)1斯.0()(^依据各反应方程式的平衡常数■、化学平衡时不同pH值(OH浓度),可依次求得水2+-溶液中说、NiOH^NiOH、NiOH、饥(0巧组分浓度,并可计算各姐分所占百()2()^;。34分化各组分摩尔浓度对数值为纵坐标,pH值为横坐标,得图.a;W各组分摩尔()百分比为纵坐标,pH值为横坐标,得图3.4(b)。—a4|^nP\NiOH()20■\固相K+WOH技I叫.\02468101214pH值。琴(30-AS六^N0HI60-\K)7\7891011121314pH值+23-H图.4Ni0系化学平巧时各组分浓度随:阳值关系F34EfeHra-iinN产H2Oti..ctofoncomponentconcenttonsemgp巧图3.4(a)中每根直线代表了溶液中各组分平衡时,镇离子不同経合配离子的浓度随pH值关系,由所有直线共同围成的上方区域为固相Ni(OH)2饱和区域,即沉淀区域, 华东理工大学工程硕±学位论文第17页 ̄),H值在10ll。34当各组分平衡巧p,可^^1看出水溶液中银含量最低图.脚中可1^>看出,2+<>当pH值10时,水中镑主要WN形式存在,而在H值11,NiOH、ip时水中辕则W();NiOH。(记较多+22+-通过计算可得出水中总溶解性镇当NiH2〇系中各组分达到平衡状态时,(Ni、N+-iOH、NiOH2、Ni0巧、总和)随阳值关系國,女口图3.5所示。()(;琴巧言ia:nn-1.6-1.4A-i1.2-長1.0/-^0.8\/V7 ̄ ̄l1 ̄>〇910111213pH值+图3.5如化0系化学平衡时总儀随阳值关系Fi.35EfecofHlcenraiinN产mg.tonnickeonctton巧0sstepy2+图3.5中可1^1看出,初始阶段随口1{值的升高,总镇浓度因视离子的去除而迅速--降低继续升髙pH值,此时镶与水中OH离子形成镇的餐基配合物NiOH、NiOH,;();(); ̄2导致总镶浓度上升,镶再次溶解于水中。当pH值在9.31.5时,水中溶解性总镶可小0 ̄于.5mg/L,pH值在9.711.8时总镇可小于0.1mg/L,满足电竣污染物排放标准中相关要求。2+3232N--iH...酒石酸20系化学平衡2+--H0系中除存在公式3-2所列平衡外Ni酒石酸2,还存在媒与酒石酸根的平衡()[巧-3-(3、酒石酸的水解平衡(34)。)NiLL=+oNi恤3.01j-口3)〇=Ni+亂I5化g.04[2A=H+LoHLI4.09fgSAI3-4\(、)’H=2+HL0HLlg^.9222[2+i、M、OH、由之前计算可知,平衡时水溶液中NOIT、M0H)2NiNiOH浓(();()^2+度均可表示为H值的函数一p,在某确定pH值条件下Ni离子浓度可知,则N出、Mb化及HL、味L浓度均可表示为配体L(游离酒石酸根浓度)的函数。由pH值、酒石酸总浓度即可获得该条件下各组分浓度。 第18页华东理工大学工程硕±学位论文2+3Ni-酒石酸-H图.6zO系平衡时中总溶解性镇的影响脚为扣值对水,图中每根线条上部为过饱和区域,将发生NiOH沉淀,线条下部为非饱和区,各组分会稳定存在()2。随酒石酸根总浓度不断上升,通过调节pH值所能达到的最低镶浓度略微提升,酒石酸对锦废水的处理效果影响相对较小。1::111蠢|I0.1\\/1\lmMl0.01MM1M/:线^01■—I910111213pH值a()'I^i1J总游浓度爹frfp*?9qmg'-(。0■.8一fty墨c/uI7891011121314pH值b()"N--图3.6i酒石酸&0系阳值对总錄浓度彭响2+EfH--FclnrNaHOig.3.6ectofonnikecocentationinitrtaric扣idsstempzy7 ̄从图3.6脚中可W看出,当水中不存在酒石酸,阳值在9.11.8时可使水中总镶小于0.1mg/L;当水中酒石酸总浓度提升到0.23mol/L(34.5g/L)时,此时调节pH值无法使总镶低于化1mg/U酒石酸浓度可在较大范围内时通过pH值调节使总银浓度低于0一.5m/Lg,表明酒石酸为种弱络合剂,对含镶废水处理影响相对较小。此计算结果与 华东埋王大学工程硕±学位论文第19页一之前实验结果间存在定差异,可能是由于计算结果是在水溶液中各狙分达到平衡状态。时而获得的,而实验条件下各沮分可能仍未处于化学平衡状态所致2+3--0.2.33饥巧樣酸战系化学平衡N产-巧朦酸-3-2所列平衡外-也0系中除存在公式(,还存在攘与梓樣酸根的平衡35)()1Pq[3-、梓樣酸的水解平衡(36。)=Ni-+LoNiLlg?14.335/()=H+LoHL恤6.1-=H44-+HLoHL1.36j终2()+公=lgii:3.0片叫叫32++?由之前计算可知,平衡时水溶液中M、NiOH、Ni0H、NiOHNiOH)浓()2()^(^2+度均可表示为pH值的函数一,在某确定pH值条件下Ni离子浓度可知,则NiL、HL、H2L、H江浓度均可表示为配体L(游离梓樣酸根浓度)的函数。由pH值、梓樣酸总浓度即可获得该条件下各组分浓度。2+3--图.7a为Ni枝樣酸0系平衡騎中总溶解性镶的影响()&脚值对水,图中每根线条上部为过饱和区域,将发生Ni(0H)2沉淀,线条下部为非饱和区,各组分会稳定存在。随巧樣酸总浓度不断上升,通过调节H值所能达到的最低辕浓度提升数个数量级p,朽樣酸对镶废水的处理效果影响显著。10抓0-^1000\-蚁100Vj.Q.1mMI10V^OM.OIm-1VP^^化1-\〇MX001I ̄'111111.7891011121314pH值a() 第20页华东理工大学工程硕±学位论文巧乂10。 ̄之7n'■■'I[I总镶浓度r4()1^寺^r■\\\■S—'i0\1T.Ir^-t:0.5\广j二rl.l/店J891011121314pH值b()+-图3刀Nf-巧巧巧H办系阳值对总锥浓度影巧'-F37EH-niioninN产crcHmig.,fectofonckelconcentratitiaddzOstep巧37 ̄b,9711从图.中可W看出,当水中不存在梓樣酸H值在..8时可使水中总镶小()p?于0.1mg/L;当水中朽樣酸总浓度提升到1.4Xl(Tinol/L(0.27mg/L)时,此时调节阳?值无法使总镶浓度低于0.1mg/U当水中梓樣酸总浓度提升到8.2X1(Tmol/L(1.57一mg/L)时,此时调节脚值无法使总镇浓度低于0.5mg/L,此结果与实验结果相致,可见梓樣酸对镶废水处理泣标影响蟲著,此时水中媒主要W银与持樣酸的配合物形式存在。--3.2.14N产EDTAH2O系化学系平衡2+N--还存在攘与EDTA的平衡-iEDTAH2〇系中除存在公式(3马所列平衡外,37()21"[][]-、EDTA38。水解平衡()N=-NiiLl1.7+Log?86y口)H^:=1+LoHLIg0.34,H=+HL16.24HL02齡'=H+HL^HL2.75jj峭H=+HL0HLlA:2.〇734g42+-、、、由之前计算可知,平衡时水溶液中NiNiOHT、Ni0HNiOH饥0浓()2();(巧^一N产离度均可表示为pH值的函数,L、HL、,在某确定pH值条件下子浓度可知则NiH2L、H3L、H4L浓度均可表示为配体L(游离EDTA浓度)的函数。由pH值、EDTA总浓度即可获得该条件下各姐分浓度。3--H值图.8a为NEDTAH〇系平衡时Ii2p对水中总溶解性媒的影响图中每根线条()上部为过饱和区域,将发生Ni(OH)2沉淀,线条下部为非饱和区,各组分会稳定存在。 华东埋工大学工程硕±学位论文第21页随EDTA总浓度不断上升,通过调节pH值所能达到的最低辕浓度提升数个数量级,可见EDTA对镶废水的处理效果影响显著。A=巧DT0.1mM-]总I10\^^〇細-I1iaOOImM01-超.化0,891011121314pH值a()-5Xl〇 ̄ ̄■^'’rn总雜度AIm/L(g)I寺r.一-■製141f/\I厂M1891011121314H值p似h--H图3.8NiEDTAO系平衡时H值对总儀浓度影巧zp+-F3EfeH加.ilncennNfEDTAHi..8ctofnckecotrationiOsstemgpzy3 ̄,EDTA,H971L8从图.8b中可W看出当水中不存在值在.时可使水中总镶小()p’6于0.1m/L当水中EDTA总浓度提升到1.4X1〇mol/L(0.41m/L)化此时调节g;g脚^0/TA值无法使总镇浓度低于.1mU当水中ED总浓度提升到8.2X1mol/L(2.巧g(TH一mg/L)时,此时调节p值无法使总锦浓度低于化5mg/L,此结果与实验结果相致,-EDTA配合物形式存在可见EDTA对镶废水处理达标影响显著,此时水中镶主要Ni。 第22页华东埋工大学工程硕±学位论文2+S--H.2.3.5NiNH32〇系化学平衡2+----H〇系NiNH33,还存在N产NH的化学2化学平衡时除存在公式(巧所列平衡外3W5’--H-平衡(39f化及NH32O系的水解平衡310气(户■NLiLA:=275i+?NIg.,NiSL=45+oNiLIgA.9。NiNiL=+化oI6.64,3gA3-9(、3)Ni+化oNiLI=779gA.^+=IgA8.50=.4祝+化〇诚1^6IgA89+Hi=-+NH0NHlg:9.373103;()+由之前计算可知,平衡时水溶液中N产、NiOH、饥(0巧2、Ni(OH);、Ni(0H记浓2+一H度均可表示为pH值的函数,,在某确定p值条件下Ni离子浓度可知则NiL、Ni^、+Nik、NiU、NiLs、NiLsW及NH4浓度均可表示为配体L(NH3)的西数。由pH值、总氨浓度即可获得该条件下各组分浓度。a--图3.9()为NiNH3H2〇系平衡时班值对水中总溶解性镶的影响,图中每根线条上部为过饱和区域,将发生Ni(0H)2沉淀,线条下部为非饱和区,各组分会稳定存在。随町咕]6浓度不断上升,通过调节pH值所能达到的最低媒浓度也不断提升,氨对镇废水的处理效果影响越大。-100000^|誦0.i\誦.I-^務100V\\/.1M.g10V\V-1/INH=0M[.J总晋0.1I1111'110.0167891011121314pH值a() 华东理工大学工程硕±学位论文第23页05IkII/'?//I.--0.45总.。4-徽f/II八99.51010.5111111方2么513pH值b()+--图3.9加NH3HO系平衡时2诉值对总银浓度的影响FNP--i39EffectofHickelttioiNH3HOst..onnconcenrann2semgpy3 ̄.711.总儀小于从图.9脚中可从看出,当水中不存在氨化脚值在98时可使水中=-N1120.1m/L当水中氨浓度提升到0.08mol/L(NH./L)时g,此时无法通过调节;3g=01L(NH-L).m/0.25mol/LN3.5/,阳值使总镑浓度低于g;当水中氨浓度提升到3g时/此时无法通过调节pH值使总镇浓度低于0.5mgL,可见氨对镶废水处理巧标影响相对一一。此,较小,氨为种较弱的络合剂计算结果与之前实验结果间存在定差异可能是由于计算结果是在水溶液中各组分达到平衡状态时而获得的,而实验条件下各組分可能仍未处于化学平衡状态所致。3J本章小结(1)通过实验得出,妍值在10.0W上时氨氧化物沉淀法可使水中镶浓度低于化1m/L而当水中存在酒石酸、梓樣酸、EDTA、氨时g,,水中镇均无法通过氨氧化物沉淀被彻底去除。+H值在9?可使总镶.711.口)通过化学平衡计算得出,在她化0系中,当p8时 ̄5浓度小于O.lm/L.312.50.m/L。g;当班值在9时,水中溶解性总镶可小于g一得出0)酒石酸、NH3为,其存在对废水类较弱的络合剂,通过化学平衡计算中镶达标处理影响相对较小。一(4)巧樣酸为类强络合剂,通过化学平衡计算得出,其存在对废水中镶达标处6理效果影响显著。当水中巧樣酸总浓度高于1.4Xl(rmol/L(0.27mg/L)时,无法通过-6调节pH值使总镶浓度低于0.1mg/L;当水中巧樣酸总浓度高于8.2X10mol/L(1.巧mg/L)时,无法通过调节阳值使总镶浓度低于0.5mg/L;化学平衡计算结果与实验结 第24页华东理工大学工程硕±学位论文一果相致。一(5)EDTA为类强络合剂,通过化学平衡计算得出,其存在对废水中馈达标处4理效果影响显著。当水中EDTA总浓度商于1.4Xl〇mol/L(0.41mg/L)时,无法通过^调节阱值使总媒浓度低于0.1mg/L当水中EDTA总浓度髙于8.2X1(Tmol/L(2.39mg/L)时,无法通过调节pH值使总辕浓度低于0.5mg/^化学平衡计算结果与实验结一致果相。 华东埋王大学工程硕±学位论文第25页第4章Fenton氧化法处理舍镇络合废水一含镶废水由于水中存在定络合剂成分,与络合剂形成的金属络合物在水中可溶,导致水中镶W金属络合物形式存在而无法通过pH值调节产生的氨氧化镶沉淀被去除。因此enton,水中络合剂成分的去除对化学沉淀法处理含镶废水有重要意义。F法作为高一级氧化技术之,在废水处理中有着广泛应用,由于其对难降解有机废水有着较强的去除作用,因此,可用于含镇废水中络合剂的去除。本章通过采用Fenton氧化法对含酒石酸、巧樣酸,、EDTA的馈镶模拟废水进行氧化来去除水溶液中存在的络合剂,之后采用氨氧化物沉淀去除水中镇,尝试令废水中总镶浓度降到较低水平。,满足相关标准4.1实验部分411..实验材料与试剂六水合硫酸媒、酒石酸、二水合梓樣酸H钢、泛二胺四乙酸二钢、浓硫酸、30%双氧水均为分析纯,购自上海凌峰化学试剂有限公司,屯水合硫酸亚铁、氨氧化钢分析纯,购自国药集团化学试剂有限公司。实验用水为由纯水机制得的去离子水。表4.1中列出了实验中用到的主要仪器。41表.实驗仪器Table4.1Instrumentsusedin化eexperiment仪器名称型号或规格生产厂家H值计PB^北京赛多利斯仪器有限公司p原子吸收分光光度计novAA>400德国耶拿股份有限公司纯水机M-asterQ上海和泰仪器有限公司数显鼓风干燥箱GZX-9030MBE上海博讯微电子有限公司磁力揽拌器85-2金坛市杰瑞尔电器有限公司电子天平BT224S北京赛多利斯仪器有限公司本章中,用于Fenton氧化处理实验的酒石酸、梓樣酸、EDTA与镶的络合配水如表4.2所示。 第26页华东猩工大学工程硕±学位论文表4.2实验纪水组成Table4.2Com的…畑ofart泡cialwastewaterp络合剂含量MS046H20含量镇含量络合剂n(络合剂):n(Ni)mg/Lmg/Lmg/L酒石酸1922245015.二水合巧樣酸H钢376224501.5-762245015二水合EDTAN324.4丄2实验方法一取上节中含有单络合剂成分的模拟废水150mL,W硫酸调节废水pH值至酸性,’一F7一开后磁力攒拌,依次投加定量的eS〇4H2〇及H202,反应段时间后WNaOH调节2+废水pH值至10.0,Ni浓度进行沉淀沉淀经滤纸过滤后取滤液测定。4丄3分析方法pH值及总镶浓度的测定参见3丄3。4.2结果与讨论41F-.2.enton氧化法处理酒石酸線模拟废水2+图4.1为反应恤值3.0,n(Fe):n(H2〇2)为1.4:1,反应1h后,不同化〇2投加量对-酒石酸镶络合物Fenton氧化后在pH值为10.0时化学沉淀的结果。图中可W看出随&化投加量増加镶去除率不断提升30%1.0mL/L,处理,当战〇2投加量为时后的废水中縷含量仅为化12m/L去除率99.8%30%H0继续増加至U3mL/L时可使出g,,当22用量水儀浓度无法经仪器检出(总媒<0.05mg/L),可见Fenton氧化法对酒石酸镶废水处理有较好效果。-*SOiK^100./J40-■80\/?/B)\_—■—-長30-镶质量浓度60曼\/II雙Y去餘率瞒'20-A-40I囊--瓣10/20..00.30.60.91215H0投加量(mL/L)22n-图4.1战〇2投加虽对Feton法处理酒石酸镶络合物巧果影巧Fi.4.1EfectofH2O2dosage0打nickelremovalintartaricacidbyFentong 华东理工大学工程硕±学位论文第27页4-.2.2Fenton氧化法处理梓樣酸錄模拟废水2+图4.2为反应押值3.0,nFe):nH2〇2为1.4:1,反应1h后,不同H202投加量对(()-Fenton氧1梓樣酸籍络合物化后在pH值为0.0时化学沉淀的结果。图中可W看出随H20230O./L投加量増加錬去除率不断提升,当%H22投加量为133raL时,处理后的废水中辕含量仅为0.46mg/L,去除率99.1%,可见Fenton氧化法对梓樣酸镶废水处理有较好效果。60,-_i.A__100^—50\3-80\/4。_|\/'6°30-§-|-锦质量浓度誌Y|I一*去层率_4°-1^Im20A._.—蕾--20510/\00...3060.91.2151.8H^加量(mL/L)2投图4.2&化投加里对Fenton法处理巧樣臉镑络合物效果巧巧FEcHOli.4.2ffetofdosaonnickelrlinnickittebFentong22geemovaecray4-.2.3Fenton氧化法处理EDTA镶模拟废水一EDTA-TA镶废水处理过程中,由于ED为类较难被氧化的有机物,容易导致络合一,,的線无法被彻底去除因此后续实验中针对这特点,分别考察了不同因素对其处理效果的影响。42..3.1反应pH值对儀处理效果影响2+图4.3为在30%也〇2投加量1.66mL/L,n(Fe);n(H2〇2)约为1.4:1,反应时间1h,H值对EDTA-0不同镶络合物Fenton氧化后在H值为.0pp1时化学沉淀的结果。可W看出在酸性条件下,不同H值对Fenton影响较小H值为2.5p,在反应p,反应结束后镶浓25LFtA-度为.5mg/,去除率49%,enon法对EDT镶废水处理效果不佳。 第28页华东涩王大学工程硕±学位论文100.100I-■-媒质册80-吗.卵|-A一3去除率IE60--60言^^器i辕40--40^响I帯-20-20II'1111002.5.023.03.54.0反应pH值4H值对化-图.3反应ptton法处理EDTA镇络合物效果影巧*F.Efili-i4.3ectofHonckeliemnNiEDTAbFentongnovapy4.2.3.2反应时间对镶处理效果影响2+图4.4为反应pH值为2.5,30%战〇2投加量1.66mlVL,n(Fe;nH2〇2脚为1.4:1,)(-en不同反应时间对EDTA媒络合物Fton氧化后在pH值为10.0时化学沉淀的结果。可^,12〇111;11,!^看出随反应时间延长镶质量浓度呈下降庭势在反应时间时反应结束后镶2L8L5tEDTA-。浓度为mg/,去除率6.4%,Fenon法对镇废水处理效果不佳6060,140-\/-04一\-____II/■-20-20卿/^擾/線质量浓度/—去除率J11,111 ̄〇0306090120反应时间min()-图4.4反应时间对F畑ton法处理EDTA铸络合物效果影巧FN-EDTAF饥i.4.4巨ffectofreactiontimennickelremovalinibtongoy2+4.2.3.3iKFe):n(H2〇2)对镇处理效果影响应时间2+图4.5为反应阳值2.5,30%H202投加量1.66mL/L,反1h时,不同FeTA-en1与H2O2摩尔比对ED镶络合物Fton氧化后在pH值为0.0时化学沉淀的结果。图2+2+中可W看出n(Fe):n(H2〇2)对处理效果影响不大,在n(Fe):n(H2〇2)为1.4:1时效果相对 华东恶王大学工程硕±学位论文第29页25L494%-,FtEDTA较好,反应结束后镇浓度为.3mg/,去除率.enon法对镇废水处理效果不佳。*801001一?一镶质量浓度|I。。"80一一-;60|去底率i-60義40.备璧窝-40i經啊%咬20--200雖0111111〇0....81012141.62+nFe:nH〇()()22h4-图.5Fe、旦2化摩尔比对Fenton法处理EDTA锥络合物效果影巧E-Fig.4.5ffectofmolarratioofandH2OonnickelremovalinNiEDTAbFenton2y4.2.3.4H2O2投加量对镶处理效果影响25〇114〇图4.6为反应阳值.沪气:1战〇2.:1,,(为反应比后,不同&2投加量对)EDTA-Fen1。锦络合物ton氧化后在pH值为0.0时化学沉淀的结果图中可W看出随也〇2投加量增加镶去除率不断提升,初始阶段&〇2投加量较少时,儀去除率接近50%,继2+释放更多续提高H202投加量儀去餘率增长速度放缓,在EDTA被氧化游离Ni、铁盐,30%&〇2投加量为566LL吸附混凝的共同作用之下水溶液中金属辕得到去除。当.m/,-反应结束后镶浓度为乂8m/L,去除率80eng.4%,可见Fton法对EDTA攘废水处理效果不佳。601-80^40A/-60一/"一蠢3〇V—操质量浓度:|I40I玲LlzSl_J1。2。0?/Wg/、雖10-?/IIIII[0123456H0投加量(mL/L)2246〇FentonEDTA-国.&投加量对法处理镶络合物效果影巧2 第30页华东埋工大学工程硕±学位论文F-i46巨fHOdosaenclremlnNEDTAFnn..瓶cto22onikeovaiibetoggy4.3本章小结(1)Fenton氧化法对酒石酸镶废水处理效果较好,在pH值为3.0,30%H202投加2"量1.33mL/Lne:n〇:h后,废水在,F^田22为1.41,反应1H值为10.0时加碱沉淀后,()p溶液中媒能小于仪器检出水平0.05mg/L。(2)Fenton氧化法对梓樣酸镶废水处理效果较好,在pH值为3.0,30%H2O2投加2+量1.33mULnFe:nH〇.4:11hH值1,()(22)为1,反应后,废水在p为0.0时加碱沉淀后,1溶液中镶含量法到为0.46mg/L,去除率99.%,满足电锻污染物排放标准化5mg/L要求。(3)E-DTA与攘络合能力较强,FentonEDTA氧化法对镶废水处理效果不佳,无法使水中镶降低到较低水平。 华东理王大学工程硕±学位论文第31页第5章UV/HO法处理含镇络合废水22UV法作为光化学氧化法之一/H2O2,因其具有反应髙效、降解速度快、污染物去除S彻底等优点I%因而较适合用于难降解有机物的去除。因化本章通过利用UV/H2O2工艺对含酒石酸、梓樣酸、EDTA的锻镶模拟废水进行氧化,,去除水溶液中存在的络合剂,之后采用氨氧化物沉淀去除水中镶尝试令废水中总镶浓度降到较低水平,满足相关标准。5.1实验部分5丄1实验材料与试剂六水合硫酸镜、酒石酸、二水合砖濛酸H钢、己二胺四乙酸二钢、浓硫酸、30%双氧水、麟酸氨二钟、憐酸、邻苯二甲酸氨钟、硫酸采、硫酸错钟、钥酸辕均为分析纯,购自上海凌峰化学试剂有限公司,氯氧化钢、草酸镜钟、重络酸钟、硫酸银分析纯,购JScen自国药集团化学试剂有限公司,甲醇为色谱级,购自&KitificLTD.。实验用水为由纯水机制得的去离子水。表5.1中列出了实验中用到的主要仪器。表5.1实验仪器Table5.1Instrumentsusedintheexperiment仪器名称型号或规格生产厂家HPB-值计10北京赛多利斯仪器有限公司p原子吸收分光光度计novAA-400德国耶拿股份有限公司纯水机Mas-terQ上海和泰仪器有限公司数显鼓风干燥箱GZX-9030MBE上海博讯微电子有限公司磁力揽拌器85-2金坛市杰瑞尔电器有限公司紫外灯功率15W广东雪莱特光电科技股份有限公司电子天平BT224S北京赛多利斯仪器有限公司紫外可见光分光光度计DR5000美国HACH公司数字式消解器DRB200美国HACH公司恒温水浴DC-2005上海德洋意邦有限公司髙效液相色谱仪SPD-M20A曰本岛津有限公司本章中,用于UV/H2O2法处理实验的酒石酸、砖樣酸、EDTA与镶的络合配水参见表3.2。 第32页华东理工大学工程硕±学位论文5丄2反应装置一51UWH>X,60nmi250mm,图.为2化反应装置反应器尺寸为4中央插入功率为15W的紫外灯,主波长254nm,插入后有效容积500mL,经计算反应器内最大箱射强2‘度约为60mW/cm,反应时夹套中通入25C恒温循环水。紫外灯管框温循环水[]\\/出口*,y/反应装置恒温循环水磁力揽拌子入口Ip1n磁力攪拌器广图5.1UV/H2O2反应装置图Fi51chemaicdiaramreacidevig..Stgoftonce5.13.实验方法1)UV/H202法处理含镇络合废水一-0取本章配水中含某络合剂成分(酒石酸、梓樣酸钢、EDTAN化)的废水50mL,H一,置于如图5115W硫酸调节废水p值后.所示的反应器中,加入定体积战化后,由W功率紫外灯照射反ODH=100应,结束后测定水样C、&〇2浓度,W及经p.条件下沉淀后的水中镶浓度。2)不同反应体系下的比较’H取酒石酸镶配水,在废水pH值为3.0、温度25C下,分别采用UV、&〇2、UV/2O2工艺处理废水,测定不同反应时间时有机物的降解情况。514..分析方法1)H值pH值的测定参见3丄3。p2)总镇的测定总辕浓度的测定参见3丄3。3)化学需氧量(COWew-t采用重络酸钟快速氧化比色法;,具体步骤为’2mL1C条移取待测水样至消解管后、,65,依次加入掩蔽剂消解液、催化剂在件下密闭消解15min,待冷却后343nm波长下W1cm比色皿比色测定吸光度值并换算COD结果。 华东埋工大学工程硕±学位论文第33页标准曲线的绘制采用纯水为空白財照,邻苯二甲酸氯钟为COD基准物质,绘制COD ̄值为0120mg/L的标准曲线。4)H202浓度的测定%的过氧化氨试剂首先通过KMtW30n〇4溶液进行含量标定,标定后的也〇2溶液采szit显色并进行测定用草酸饮钟法。1mL,/L草酸镜钟法思色步驟为:取待测水样,加入硫酸调节至酸性后加入5g草酸铁钟溶液5mL,定容至50mL比色管反应10min,于400nm波长:下比色进行测定,绘制也〇2标准曲线并测定样品中&〇2含量。5)有机物含量的表征a)梓樣酸浓度的测定兰钢配制一巧樣酸浓度测定采用髙效液巧色谱法(HPLC),W梓樣酸系列标准溶液,将待测样品与标准值比较,计算得出朽樣酸浓度。参考相关文献后;,梓樣酸测定的色谱分析条件如下C18色谱柱0.45X250mm;流动相为色谱级甲醇0.01ni〇l/LKHP〇(朗^酸溶液调节pH值至2.6,、24溶液溶液经化45Hm滤膜过滤);¥>=流动相比例为V(甲醇):恨邸〇4溶勸3:97;柱温’C25;流速0.8mL/min;10进样量阵;检测波长210nm。b)酒石酸、EDTA含量的表征实验过程中,酒石酸、EDTA浓度参照巧樣酸浓度测定方法进行,结果显示,通过HPLC对酒石酸、EDTA绘制的标准曲线可得较好的线性结果用于浓度测定。但实验中发现,由于实验进程需要,实验水样会添加各类新试剂,其中H202的加入对结果的测定产生了较大干扰,色谱困结果显示战化与酒石酸、EDTA产生的特征峰较为接近,且H202在测定波长下会产生强烈吸收峰掩盖住酒石酸、EDTA的将征峰,因此,不宜采用HPLC法直接测定酒石酸、EDTA浓度。一问题为解决这,表征出水样中有机物的含量,采用间接的方法表征有机物浓度。由于水样及添加的废水处理剂均为己知成分,,,因此通过测定出水样COD值并扣减会对COD测定产生干扰的成分,来得到水样中有机物含量。有机物含量的表征采用公=-1.43艮PIm式口所示,其中A为&〇2对COD的贡献系数,经实验测定A0,g也〇2)贡献0.43mgCOD,有机物的结果COD蝴表示。=-X-CODCODAH20251蝴() 第34页华东理王大学工程硕±学位论文52结.果与讨论5VH法处理酒石酸-.2.1U/2O2镶模拟废水52丄1H值.p对处理效果影响‘5-3051图.2为酒石酸镶体系废水中%也〇2投加量mL/L、反应时间h、紫外灯照射功率15W、沉淀pH值10.0时,不同反应pH值对UV/H2O2处理后镶的处理效果影响。从中可W看出,,反应pH值在酸性条件下对媒处理效果较好。当反应pH值为4时-L镶废水经UV/H2O2法处理后进行化学沉淀,剩余镶浓度为0.74m/酒石酸g,镶去除率达到98.5%。酸性条件下效果较好可能是pH值会对酒石酸形态产生影响,另外由于碱性条件会消耗HO?自由基,导致酒石酸破络不彻底,未被彻底去除的酒石酸影响了氨氧化银的沉淀。化0I12■.5\-98-_■20一.\;。-E/96窒-香1’5/I-94l0-|./I咳/—媒质量浓度蛾■巧--一0。雖.5镶去除率—〇!—I11111190456789反应pH值HUV-图5.2反应p值对/H20法处理酒石酸镇络合物效果影巧2EfllFiovabUV/HOig.5.2ectofonnckeremy22脚-05.5mL/L温度25t、功率图.3为酒石酸攘体系废水在30%双氧水加入量,反应15W紫外灯下照射30min时,不同反应pH值对处理后COD及&〇2浓度的影响。 华东埋工大学工程硕±学位论文第35页1001-?-HA80.一_。GOD',■adj ̄■'-加?冢■■S巳??么A??盏40A-一邱20■Q<111111123456789初始pH值图5.3反应pH值对化理效果影响F3Ereamenig.5.fectofHontttefectsp由图5.3可见,H2O2与CODadj去除规律相符,睹反应阳值降低,去除率逐渐升高,但増幅较缓,在pH值为2.0时,废水中战〇2、CODad去除率达到最高,分别为72.1%、j’’?49.5%。运应是由于H202电离出的H02能与自由基HO反应而酸性条件抑制了H02?的产生5-25-4H,从而减少自由基HO的消耗具体过程如式(H)所示。反应p值对H值tW处理效果影响不显著,结合实际废水p,实验选取合适pH值为3.0。?H0-^2H05-222()--+—HO+-22OHHO2H2O(53)'-?一?牛-HO+H0H0H〇5422()5.2丄2H2O2浓度对处理效果影响-图5.4为酒石酸镶体系废水在紫外好照射功率15W、初始脚值为3.0、反应时间0A7H处理酒石酸-1h、沉淀pH值1.0时,不同战化投加量对I2化法镶废水效果的影响。从中可^^看出,随着&〇2投加量的逐步増加镶去除率逐步提升,初始阶段&化。的加入对镶去陈有昆著效果,维续增加&〇2浓度后儀去除率提升减缓当30%氏〇2加入量为10mL/L时,剩余镶浓度为3.6mg/L,镇去除率92.8%。 第%页华东理工大学工程硕±学位论文6000111°口卵-80-^40A\/-60E£\/島30-Y兩2。-::繼:八ssirI黎.2。、。1ItIiIIQ0246810过氧化氮投加景mUL()图5.4H2O2投加量对UV/H2O2法处理酒石腹镶络合物效果影哨Fig.5.4EfectofHO2dosageonnickelremovalbUV/HO22y2’-温度25图5.5为酒石酸.0C1W镇体系废水在反应pH值3,反应,5功率紫外灯照射30min时,不同H202加入量对处理效果的影响。100,么-80.-60-"〇寡"/22—。―焉CODadi整40-20-IIIIIIIt012345678H0加入量mL/L()22图5.5Hz化加入里对处理效期彭巧Fi55EffectofHOdoontreatmenteffectsg..22sage55Da,送图.中可W看出,随H2O2加入量提高,起始阶段COd去除率迅速上升是jHO?因为&〇2在紫外光照射下会产生氧化能力强的自由基,该自由基能有效破坏有机牺当继续增加也〇2用量时,CODadj去除率提升缓慢,这是因为过量的H2化会消耗更wit?-,反应方程如式55所示。随H化加入量増加多H0自由基降低反应速度I紫外()。利用率提高,I味〇2去除的绝对量增加但去除率随之降低?—?HO+-+H055H2022战0() 华东埋王大学工程硕±学位论文第巧页5.2丄3反应时间对处理效果影响-H值、5.4raL、15图.6为酒石酸镶体系废水在反应p3.030%吐〇2投加量1/LW功0-率紫外灯照射.0镶废水的效果影响。,沉淀pH值1时,不同反应时间对处理酒石酸,30从图中可看出随反应时间的延长,攘去除率整体呈现上升趋势,初始min内镇去除率迅速提高,随着反应时间继续增长德去除率增长速度逐步放缓。当反应时间为120mn睛处理后的废水水中镶浓度可去除至0.巧m/L98.9%。i,g,锦去除率为.-5010040-卵—;。一I镜质量浓度gq3n〇.\-60巧y—。_镶去隐率卸後]\盤|2〇-\-40/I喝/\.^—?■-蛾10/-20---1IIIIIQ020406080100120反应时间(min)5V/H处理酒石酸-图.6反应时间对U2O2法镇络合物效果影响Fi5EfmilUVHOg..6ectofreactiontieonnckel防movaby/22-温图5.7为酒石酸H值3.030%双氧水加入置2m£/L镶体系废水在反应p,,反应‘W功度25C15。,率紫外灯照射下,不同反应时间对处理效果的影响100—-i^gi18。-方60-£//4。-—HAf//一-20-/CODadj/\\\\\\020406080100120反应时间(min)图5.7反应时间对处理效果巧巧巧昏5.7Effectofreactiontimeontreatmenteffects512图.7中可得0min时足,随反应时间的延长,各项指标去除率不断升富,反应 第38页华东埋工大学工程硕±学位论文^1.、,(^使污染物基本去除,此时&〇2、(:0〇3去除率分别达到%〇%92.5%光照时间对4)处理效果有较大影响。巧始阶段,H202利用效率较低,产生的自由基更多与自身发生反esfi。应,导致CODad降解快于&〇2j5.2.1.4沉淀pH值对处理效果的影响为了考察水体中存在的有机物对水中化学法沉淀处理攘的影响,通过对硫酸镶、酒石酸鏡及经UV/H2O2处理后的酒石酸镶废水调节不同pH值,进行化学沉淀。从图5.8中可W看出,游离媒离子在普通化学沉淀条件下十分容易被去除,当pH值为10.0时,镶浓度己低于仪器检出限化05mg/L;然而当废水中存在有机络合剂酒石酸时,酒石酸与镶离子形成稳定络合物,导致媒无法彼去除;含媒50mg/L的酒石酸镶体系废水,在反应pH值3.0、30%&〇2加入量2mL/L,经15W功率的紫外灯照射120min后,将废水pH值调至10后进行化学沉捷,水中辕可从50mg/L降至化%mg/L,去除率99.3%,表明经UV/H202破络后氨氧化物沉淀能起到去除缀的效果,此时出水可满足《电锻污染》GB2-5物排放标准(19002008中0.mg/L要求。)100P一rfi口a□□□□;\-A—硫酸薇-。一酒石酸線10.\\\\酒巧酸媒经^圓。处理后I22M1^.\\^\0-.1\\A公A1—>111—0'.0389101112pH值图5乂酒石酸存在对镇达标攝放的影响Fihein幻uttiidillg.5.8Tenceofararcaconnckeremova55.2丄不同体系下去除效果的比较在UV/H202法处理酒石酸辕废水过程中,紫外光降解、过氧化氨氧化、酱基自由基w’w一ti氧化都会对有坑物去除起到定作用,,为区别各自去除效果实验考察了相同条件下(室溫25C、初始脚值3.0、30%也〇2加入量2mL/L),UV、&〇2、UV/H2O2体系下的去除效果,结果如图5.9所示。 华东理工大学工程硕±学位论文第39页100,80-■/義/60-?/_._uv-a_H〇W40-22/宫-圓〇。/22〇/^——=ntr7^个20406080100120反应时间(min)图5.9UV、&化、UV/H2O2法S种工艺的比较Fi59ComsfODinig..parionofremovaleficiencyoCaddferentsstemsjy由图5.9可见,单独的紫外光照射或H2O2直接作用下,对水中有机物的去除率分别只有8.9%、2.5%,去除效果不显著,而在UV/H2O2协同作用下,酒石酸去除率得到较大提升,120min时在UV/H2O2共同作用下CODad去除率达到92.5%。ミ种工艺下对酒j石酸去除作用大小分别为;UV/H2O2>UV>&〇2。为了比较同浓度的酒石酸、酒石酸镶W及无有机物存在时H202、CODadj的降解速’率,在废水pH值为3.0,战〇2加入量2mL/L、25C下UV/H2O2光照时,通过采用如公一nwsi5-5式级降解速率方程对数据进斤拟合.2,直线强制过零点,得到表(巧所示的拟中结果。=n--lC/C〇知5()(句、、L式中;CoC分别为&〇2CODad零时刻及t时刻时的浓度值m/(g):j-一iA为拟级反应速率常数(min;)(为反应时间(11山1。)52COD表.不同体系下&化、,d降解速率jTable5.2Rateofdegradationindifferentsystems酒石酸+UV/H2O酒石酸辕+UV/H202单独UV/HO2—22,1-I"■I指柄"—-—i2!2i2/Kmin)r值締niif)r值雌nin)民值H0)202.03U0.98700.02化0.S6600.042704.990CODad0.03470.70060.03020.9122//jVH一通过表5.2结果看出,U/2O2法对糜水降解处理呈表观级反应,与文献报道的StW一一l级反应动力学规律致。通过比较发现,当水体中存在有机物时,降解速率小于 第40页华东埋工大学工程硕±学位论文没有有机物时的情况,有机物与H202共同竞争了对紫外光的利用,导致有机物存在时H202分解速率降低;当酒石酸体系中存在镇时,降解速率系数A小于酒石酸的降解速率系数,这是由于镶的存在改变了水中酒石酸的配位平衡,从而影响了各有机物的氧化。5-.2.2UV/H2O2法处理巧樣酸镇模拟废水50m-利用UV/H2O2法对含縷g/L的梓樣酸镶废水进行破络处理,处理后在恤值为10.0的条件下进行化学沉淀,沉淀后对滤液进行镇浓度的测定。图5.10脚为在15W紫外灯照射、反应pH值3.0、&〇2投加量1.4mUL条件下,反应时间对UV/H2O2法处理51W紫外灯照H梓樣酸银效果的影响.10553.0、;图〇为在射、反应p值反应时间Ih)时,H2O2投加量对UV/H2O2法处理梓樣酸镶效果的影响。100.80-*I60-II ̄■■-粗■ ̄■孩40-E喊l起雖20-11110306090120反应时间(min)a反应时间影响()100,80-E60-??■^—■I括I後40-咖喝雖20-IIII>0246810此〇2投加量mUL)(脚H2O2投加置影响5-图.10不同反应条件对UV/H2化法处理伤段酸傑废水效果影巧 华东理工大学工程硕±学位论文第41页Fi.5.10Ef说tofdife巧ntconditionson打ickelremovalg通过图5.10树、图5.10b可W看出,实验条件下UV/H2O2法通过延长反应时间,()H0均对惊樣酸-辕废水中的攘无明显去除作用増加22投加量。这可能是由于反应结束时水溶液中梓橡酸浓度仍未降低到合适水平,导致水中的金属辕仍W巧樣酸辕络合物形式存在。5.2mL//H图.11显示了在初始pH值30,氏〇2投加量L时,UV2O2法对巧樣酸镶处理过程中有机物爸量随反应时间的变化情况。800,—COD600\^梓樣酸g\TCOD'i-gd400K\j,I八0306090120反应时间帅n)图5.11UV/H2O2法处理巧樣酸辕过程中有机物含量变化Fi.511Chrrncnrwawag.angesofoganicmatecoetationinsteter图5.11中可w看出,,,随着反应时间的延长各物质浓度呈现逐步下降的趋势初始30min内物质浓度降低较快,之后物质浓度降低速度放缓。反应过程中,朽樣酸含量在90min巧从最初的362mg/L降至13.7mg/L,120min时色谱峰中己无梓樣酸特征峰的存也也〇2浓度也在120min内从704mg/L降至25mg/L,去除较彻底图中朽樣酸与CODadj之间并未显示出很好的对应关系,这是由于梓樣駿在UV/H202作用下降解产生。,了新的物质,此时CODad表征的为巧樣酸与其降解产物贡献的总COD值由此可见j巧樣酸镶废水中镶无法通过化学沉淀被去除,应是由于水中巧樣酸含量降低到较低水平但并未被完全去除所造成的;这与之前化学平衡计算结果相符,平衡状态时当水中梓樣17m5mL。酸总浓度高于.5g/L时,无法通过调节pH值使总镶浓度低于化g/这也印证一种较强的络合剂了巧樣酸是,与镇结合时较稳定、络合常数较大导致了水中镶无法去除完全。—表5.3为实验条件下UV/H2O2法处理巧樣酸縷过程中W级反应动力学拟合得出的一。各物质降解速率表中数据可看出,溶液中各物质降解规律较好地遵循了级反应动力学过程,其中,CODadj的半衰期40.3min大于巧樣酸半衰期14.9min,这是因为UV/H2O2法处理梓樣酸过程中产生了新的降解产物,降解产物作为CODwj的组成部分 第42页华东理工大学工程硕±学位论文延缓了CODadj的去除。表5.3UV/H202法处理巧樣酸攘过捏中各物质降解速率T.kliable53民ateofderadation化nicectraterUV/HOwastewateby22g降解速率系数Ai2,mr分析指标tin(in)值,'(min)COD0.024028.90.9992H2O20.028824.10.9965046514巧樣酸.0.90.9980COD0017240.d..309955aj图5.12为含梓樣酸錶废水经高效液相色谱仪测得的色谱图。图5.12a为未加其他()任何物质时梓樣酸镶的色谱图.03min,.17min,4处为溶剂峰7时则为目标物质巧樣酸,由于梓樣酸为多元酸,在水溶液中会形成不同形式,通过流动相pH值控制在酸性条件一可一定程度上抑制其解离,使其表现为单的特征峰.91min处,但从图中仍可看出7存一在较小的特征峰,猜测其可能为巧樣酸的其他水解形式。20,-15<-复10妈档皆55-0K_^ItII0246810保留时间(min)a加入战〇2前的梓樣酸镶() 华东理工大学工程硕±学位论文第43页183「「巧-2.A.錢.\-二二-9:i1辑5.15.25.35.45.55.6;I运I45mmA-6I90m客in3—…0123456789保留时间(min)(b加入H2O2后的巧樣酸镶图5.口巧樣酸镇废水处理前后色谱图巧.5.12Chromatorafnickelcitratewastewaterbeforendaftertreatment复gmoa图5.12(b)为15W紫外灯照射、废水pH值3.0、H2O2投加量2mL/L时,UV/H2化法处理过程中的色谱图。对比加入&化前后的两张色谱图可W发现,咕〇加入后在4.120min附近处会产生强烈的吸收峰;7.17min处梓樣酸特征峰峰高随反应进行不断减少;同时,532min附近处产生了新物质,.,新物质起初由梓樣酸降解产生之后又在UV/战化体系中逐步被降解。5-.2.3UV/H2O2法处理EDTA攘模巧废水V50-利用U化〇2法对含镶mg/L的EDTA锦废水进行破络处理,处理后在pH值为100。513a15W紫.的条件下进行化学沉淀,沉淀后对滤液进行縷浓度的测定图.为在()外订照射下、H202投加量5mL/L、反应时间1h的条件时,反应pH值对UV/H2O2法处理EDTA-5镶效果的影响.13b5W3.0、H02投;图为在1紫外灯照射下、反应pH值2()5-加量mL/L时,反应时间对UWH202法处理EDTA镇效果的影响。 第44页华东埋工欠学工程硕±学位论文100180-I60-蚁■■■■■幾40-啊喝雖20-QIIIIIiI345678反应H值pa反应H值影响()p100.80?E60-I■-■■聪■谤40-响i喝雖20-IIIIII020406080100120反应时间(min)(b)反应时间影响5-图."不同反应条件对UV/H法处理EDTA镑废水效果影巧2化F51Efreig..3ectofdifentcond出onsonnickel巧moval51、.1b通过图.3图53可W看出,实验条件下UV/H2O2法通过改变脚值、延脚()长反应时间均对EDTA-镶废水中的镶无明显去除作用。该可能是由于反应结束时水溶液JEDTA。中EDTA浓度仍未降低到合适水平i^>,导致水中的金属镶仍镇络合物形式存在图5.14显示了在初始押值3.0,战〇2投加量2mL/L时,UV/H2O2法对EDTA媒处理过程中有化物當量随反应时间的变化情况。 华东埋工大学工程硕±学位论文第45页80016〇〇\—COD;\^化一。D训200-IIf?0306090120反应时间in(m)图5.14UV/H2O2法处理EDTA银过程中有化物含皇变化Fi.5.14Chanesfoiimaterctationinastewaterggoi:gaiconcenrw图5.14中可!^看出,随着反应时间的延长,各物质浓度呈现逐步下降的庭势,初始30min内物质浓度降低较快,之后物质浓度降低速度放缓。反应过程中,EDTA贡献的CODad含量在60min内从最巧的326mg/L降至%mg/L,继续延长时间仍未对其有所j去除,这可能是因为EDTA较难被氧化所致;H202浓度在120mm/Lin内从650g降至14mg/L,去除较彻底。由此可见,EDTA镶废水中镶无法通过化学沉淀被去除,应是由于水中EDTA含量降低到较低水平但并未被完全去除所造成的;这与之前化学平衡计算结果相符,当水中EDTA总浓度高于2.巧mg/L时,无法通过调节pH值使总镶浓度低mDTA一于0.5g/L。送也印证了E是种较强的络合剂,与媒结合时较稳定、络合常数较大导致了水中镶无法去除完全。5.3本章小结(1)酒石酸镶体系废水经UV/H2O2法处理,在初始阳值为3.0、也〇2加入量2mUL,15W紫外灯光照120min后,在pH值10.0条件下采用化学沉淀法可去除水中媒,满足《电锭污染物排放标准》中0.5mg/L要求。相同条件下的降解速度比较:UV/H202>UV>H202。相同条件下UV/H2O2法处理酒石酸、酒石酸辕体系废水,结果显示银离子与有一机物络合后,对有机物的氧化去除有定抑制作用。(2)UV/H2O2法降解处理巧樣酸镶废水后,无法通过形成氨氧化物沉淀去除水中金属镶。一-(3)EDTA为类较强的络合剂,UV/H2O2法处理EDTA媒废水后,无法通过形成氨氧化物沉淀去除水中金属镇。 工第46页华东理大学工程硕±学位论文第6章藝合树脂处理镇氨络合废水树脂对于重金属废水的处理有着极为重要的作用,通过树脂上的活性基团与金属镶离子进行反应,可W达到蕾合、交换去除水中重金属的目的。常见的树脂按交换基团的不同,可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、藝合树脂等。莖合树脂吸附处理完含媒废水后,可通过再生洗脱出浓缩液,再生后的树脂可继续应用于废水处理。因此,本章通过采用莖合树脂对錄氨络合废水进行吸附处理,考察不同静态、动态吸附条件对处理效果的影响。6.1实始部分6丄1实验材料与试剂六水合硫酸镶、五水合硫酸铜、氯化镑、浓硫酸、盐酸均为分析纯,购自上海凌峰化学试剂有限公司,氨氧化钢、过硫酸钟分析纯,购自国药集团化学试剂有限公司。实验用水为由纯水机制得的去离子水。表6.1中列出了实验中用到的主要仪器。61表.实验仪器Table6.1Instrumentsusedhtheexerimentp仪器名称型号或规格生产厂家-脚值计PB10北京赛多利斯仪器有限公司原子吸收分光化度计novAA*400德国耶拿股份有限公司aste-纯水机MrQ上海和泰仪器有限公司恒温駕荡培养箱SPX-25惦-D上海双旭电子有限公司电子天平BT224S北京赛多利斯仪器有限公司紫外可见光分光光度计DR5000美国HACH公司数字巧消解器DRB200美国HACH公司数忌鼓风干燥箱GZX-9030MBE上海博讯微电子有限公司树脂柱上海申立玻璃制品广^6.2。实验中使用的莖合树脂由上海华震科技有限公司提供,具体性能参数见表 华东埋工大学工程硕±学位论文第47页表6.2实验用树脂性能Table6.2Charactedsticsofresinusedinexperiments产品名称HZ-5的分类形式大孔蟹合阳树脂骨架苯乙痛系55-含水率(%)65m0-湿视密度g/.720.78(U-015125^95粒径范围恤耐.3.%树脂实验中所用配水如表6.3所示。表6.3含镇模拟废水组成成分Table6.3Comos出onofartificialwastewaterp实验配水组成成分备注224’mg/LN设046H20含镇50mg^静态吸附实验用水274mLNHCIi=/4nNH3nN6g():()2?24m/LN设O4加2〇g动态吸附实验用水197m/LCuS〇5H〇50mg/Lgr2含攘、铜各442mLNHIg/4C6丄2实验方法6丄2.1馨合树脂的预处理 ̄首先采用纯水对树脂进行反复浸泡、冲洗45次,直至冲洗出水干净、清澈、无泡 ̄沫。然后采用23倍湿树脂体积(BV)的HC1和NaOH溶液交替洗树脂,.流速每小1V/h时1.5倍湿树脂体积(.5B每巧酸洗后用蒸溜水冲洗至出水恤值约4,碱洗后冲); ̄-洗至pH值约10;最后W35BV的34%HC1溶液将树脂转为H型,放尽酸液后,W蒸馈水冲洗至pH值约5,即可使用。6丄2.2静态吸附处理镶氨废水实验-503实验前对HZ型馨合树脂进行预处理,称取预处理后不同质量的湿树脂于2501111锥形瓶中,放入10〇1111^表6.3中用于静态吸附实验的水样,于恒温震荡培养箱内|^20+10。-11rpm的转速震荡,结束时分离出清液,测定镶浓度镶吸附量的计算如公式(6)所示。位兰公-1(6)m式中,0为辕的吸附量(mg/g),。、Ct分别为反应前后的总镶浓度(mg/L),F为树 第48页华东理王大学工程硕±学位论文脂体积(L),m为湿树脂的质量(g)。6丄2.3树脂动态吸附实验利用藝合树脂吸附处理实际电镶废水中重金属时,实际废水中往往含有多种金属离。子,树脂的吸附可能不具选择性,会降低对目标金属的去除能力本节采用预处理过的HZ-5的型蠻合树脂对含镶氨、铜氨的混合废水进行处理,对含镶氨、铜氨的废水直接48八化40mL进行吸附浓缩,室温下(湿体积)^^^的流速自上而下通过装有吸附树脂 ̄(20mm300)15BV的玻璃吸附柱内径,长mm。每隔取样测定吸附出水中金属质量浓度。树脂再生后继续进行多次吸附实验。6丄2.4树脂动态脱附实验对于动态吸附过程后的树脂3 ̄5,5%盐酸对其进巧再生处理,用量为树脂体积的 ̄l(52BV,倍,流速控制在BWh每小时1倍湿树脂体积),每隔〇.进巧取样测定洗脱6-2液中金属质量浓度。金属脱附率计算见公式(。)知六=纏脚巧1式中,为金属的脱附率(%),Cai〇、Cai分别为动态吸附时进出水的金属浓度(mg/L),7tFai为动态吸附时流过的废水体积(mL),q为树脂动态脱附出的金属浓度(mg/L),巧为树脂动态脱附时脱附出的废水体积(mL)。tl.2.5树脂再生处理 ̄,55对于己吸附饱和的树脂W%盐酸对其进行处理,用量为树脂体积的3倍,流速控制在IBV/h。11.3分析方法Mlf-总氮浓度测定采用过硫酸钟氧化紫外分光光度法。脚值、金属测定参见3.1.3。6.2结果与讨论6-.2.1树脂静态吸附镶氨络合废水6.2丄1树脂用量对镶去除效果的影响为研究HZ-503型整合树脂用量对水中辕吸附去除效果的影响3K温,实验于29度下W120+10rpm转速下对含不同树脂质量的100mL含镶50mg/L的媒氨废水进行吸4h,1附处理.所示。,2吸附平衡后取样分析水中镶浓度结果如图6 华东理工大学工程硕±学位论文第49页0〇1F1-■么A1GQ50:■/-镶质量浓度\/_II—也—^10去陈率—r乂-6。r/V|-2。I:f0.1d-0'IIIIIII0246810lOOmL废水中树脂投加量(g)61图.树脂投加量对媒氨废水吸附效果的影响Fi.6.1Effectofreindoeonnickeladsoriongssagpt图6.1中可W看出,,lOOmL,随着树脂投加量的增多镜去除率不断提高废水中加2,95m入.6湿树脂时反应后剩余線质量浓度仍较高为1.g/U树脂用量继续提高至每g100mL废水9.5g树脂时,此时平衡时剩余镇浓度可达到0.21mg/L。6.2丄2反应时间对树脂吸附效果的影响实验分别对含辕50mg/L的镶氨、含镶50、200mg/L的硫酸镇废水分别进行吸附化理,在293K条件下使用2.5g树脂处理250mL废水,反应不同时间后取样分析操浓度,结果如图6.2和图6.3所示。。50ppm镶氨1.0?t50ppm硫酸镇K?200m硫酸银pp^^1^000〇0-.61。。.4\h0-么.2111IIII11012345678时间(h)图6.2吸附时间对吸附效果的影响F..reaiimnckelrnig62Effectofctonteoniadsoptio 第50页华东理工大学工程硕±学位论文 ̄ ̄图6.2中显示了吸附时间对吸附效果的影响,从图中可发现,在刚开始的Ih内,H种废水中含镶质量浓度迅速降低,随着吸附时间的继续延长,吸附速率逐渐减缓,2h后,吸附过程基本达到稳定状态,線浓度不再明显降低。分别对比含镶量为50、200m/Lg,,处理效果越差的硫酸辕吸附效果可W发现,在树脂投加量相同时废水中含媒量越大,一与之前结果致。对比含镶量相同的镶氨、硫酸镶废水可W发现,纯硫酸镶的吸附效果优于锦氨废水。-々A5戶、"?-ba受4f戸3醇I ̄ ̄250m震pp媒氨I跟?50m硫酸镶pp1I〇200m硫酸镶IppIIIIIIIIII012345678时间(h)图6.3吸附时间对镇吸附量的影巧F3Eecirncaig.氏ftof怕actontimeonadsoptiopacity图6.3为吸附时间对水中鎭吸附量的影响。与上述结果相似,随时间延长,镇吸附量迅速上升一,继续延长时间,吸附量将维持在某数值附近,不再发生明显变化。对比不同浓度的硫酸镶溶液发现,随水中巧始镇浓度升高,树脂平衡时的吸附量也越大;攘浓度相同的镶氨废水与硫酸嶺溶液比较发现,树脂对于硫酸镶的吸附量要高于镶氨废HZ-50350mL200mL水。型蕃合树脂对g/镶氨、50mg/L硫酸镶W及g/硫酸镇溶液平衡时的吸附量分别为4.16mg/g、4.42mg/g、5.14mg/g。6.2丄3pH值对树脂吸附效果的影响采用HZ-503型整合树脂对不同初始pH值的链氨废水进行吸附24h,吸附平衡后测定水中剩余線浓度.4,结果如图6所示。 华东理工大学工程硕±学位论文第51页-4-2.0—^—AA二a'■-15!|人-2.|1.0镑空延邮!皆\---1i-雖5镇质量浓度0.5遇lI\^-。一傑吸附量|110I11**11〇3456789初始pH值图6.4巧始pH值对镶氨废水吸附效果彭咱F4EHklii.6.ffectofonicertgnadsoonpp随着吸附pH值的提高,吸附平衡后水中剩余镶浓度呈现下降庭势,树脂对媒的吸附量略微上升,这是因为在酸性条件下也会与其他阳离子发生竞争作用,争夺树脂HH ̄ ̄(3087)2632上阳离子交換位置。吸附反应结束后,废水p值可由初始p值..降至..。2不等,这也说明了树脂上的与水中金属发生了交换作化使废水变酸性在.5g树脂吸附100mL镶氨废水的情况下,当初始阳值为8.7化吸附24h平衡稳定后,镶剩064mL186L。余浓度为.g/,此时对镶的吸附量为.mg/6.2丄4反应温度对树脂吸附效果影响实验在不同温度下对含镶50mg/L的镶氨废水进行吸附,平衡吸附2化后取样测定5。水中辕浓度,结果如图6.所示'^_*-2%crc||°-〇-:\|40c|0.01^化003024681012100mL废水中树脂投加量伯)图反5反应温度对辕氨废水吸附效果影咱Fi5Eecfmeraureonnckeadoriong.6.fto化ptilspt 第52页华东理工大学工程硕±学位论文 ̄ ̄,图6.5中显示了吸附温度对树脂吸附效果的影响通过比较可W发现,温度提升不’‘利于树脂对金属的吸附,20C时对媒氨废水的吸附要优于40C时的效果。对比两组温度一可W发现,虽然温度对处理效果存在定影响,但其对吸附影响较小,效果不显著,在树脂投加量较少时■效果尤为轻微。62丄5.吸附动力学研究儀氨络合物在树脂上的吸附去除行为一,同其他的固液间吸附反应类似,可用系列P71的歩驟来进行描述:,吸附过程通常可表示为H个步骤,分别为0颗粒外扩散阶段2)颗粒内扩散阶段3)表面。这H个步骤中,通常情况下表面吸附阶段:;吸附阶段反应速率较快,对总反应的吸附速率贡献可W忽略不计,吸附过程的控速步骤往往只取决于前两个步骤。4中f表6.列出了两种常用的动力学方程,通巧将吸附时间与对应的吸附量g带入两种方程,可拟合得出平衡吸附量及动力学参数片、&2。表6.4动力学方程形式Table6.4Formsofkineticequations拟一级动力学方程拟二级动力学方程2微分形式=-=*-*¥,(如《)字2(如9)讯at—1'积分形式9=-6|=如09)7^7-—―=—=+n:f其他形式虹从glA)ge|T^q一r由之前实验获得的吸附时间及对应吸附量g的数据,将数据分别采用拟级、巧一二=。Orin.级动力学方程进行拟合拟级动力学方程采用gi75软件中g形式直接进行非线性拟合=一t ̄^;对拟二级动力学方程采用了+形式进行线性拟合,得到9Me如结果如表6.5所不。表6.5吸附动为学沿合结果Table6.5巧ttinresultsofadsortionkineticsgp平衡吸动力学参数?始链:浓?R2废水动力学方程mmk他姆值m/L(g)qm//tne(gg)k2(g(gh))《=—一如0一()拟级动力学 华东涩工大学工程硕±学位论文第53页-2'562'50=-4034256200媒氨g4.O34x0e..0.99)—22'12-50=443901.硫酸镶g.390x6.2.班099954)—2樹,=-硫酸镶200g5.118xye)5.1182.4280.9995t1t—=HYqk巧q,(二)拟二级动力学g50=470.05+0.2320/39840997攘氨4.100..9=硫酸镶50r/g0.0591+0.2165/4.6190.7930.9994200=0411?硫酸镇0.18+0.885.3160.8470.99於一.5可、二通过表61^看出,拟级动力学巧级动力学均能较好地反映浊吸附过程中金属镶吸附量随吸附时间的变化关系。由表中数据可得出,初始含镶量相同时硫酸镶的。吸附效果要好于镶氨废水,同种物质初始浓度越高平衡时吸附量越大6.2丄6等温吸附方程硏巧等温吸附方程可用来表示吸附量与平衡时被吸附物质的质量浓度关系。常用的等温吸附方程有Freundlich方程、Langmuir方程、BET方程等,其中前两种最为常见,Freundlich方程为经验公式,Langmuir方程则是理论模型推导得出。Freund-li化吸附模型可表示为如公式63)所示,通过公式变形,其线性形式为式(6-4〇()"'=-qkC(63.l)=i-logoolgA+lgC64e()巧式中,ge为平衡时吸附量脚g/g,A表征了树脂的吸附能力,C为平衡时的锦浓度)ePsim ̄/L《,210g,值可体现吸附剂的吸附反应强度当n在间可W认为吸附是容易进行()的《也可表征优惠吸附,111,当《大于时为优惠吸附,等于时为线性吸附,《小于时为非优惠吸附。Lanmu6-5-gir吸附模型可表示为如公式()所示,公式经变换后得到式巧巧的线性形式。bCg_=-qeg麵()石而1C1?,—-——-+C667e()9^99emaxmax 第54页华东埋工大学工程硕±学位论文式中/,/,6为Lanmuir,g。为平衡时吸附量脚gg)gmax为最大吸附量加gg)g吸附平衡常数(L/mg),Ce为平衡时的镜浓度(mg/L)。6-4-通过将镶氨废水实验数据W()、(6巧形式分别拟合于两种吸附等温式,结果如表6.6所示。表6.6镶氨度水吸附等湿式抵合Table6.6Fitinofisothermaladsortioneuationforwastewatergpq2吸附形式等温吸附方程R值1211.=Freundo5093o9lichlg0.0833+0.lg。0.9巧n=13.96-917W.4mg/g=LangmuirC0.9108+0.1090C〇觀九,=611L0.97/mg2通过表6.6可W看出,Freundlich方程拟合结果R值为0.99巧,较Langmuir方程拟合结果更好,Freundlidi方程更适于描述平衡时吸附量与镶剩余浓度么间的关系。6--.2.2树脂动态吸附处理镶铜氨络合废水6.21.2.动态吸附实验0--使用含镶、铜各5mg/L的镶铜氨络合废水,W流速4BV/h缓慢通过树脂柱,柱一内装有40祉的HZ-503型蟹合树脂魄体积但预处理,每隔段体积进行取样分化测定水样中金属镇、铜的浓度6.6.7。,结果见图和表6-6,图.6为HZ503型酱合树脂五次吸附废水时镶的穿透曲线从图中看出,五次吸一<。0.05附穿透曲线的趋势基本致刚开始时出水中镇质量浓度较低,均无法检出(-mg/L,树脂对镶的吸附性能良好。当出水体积在3540BV间,出水中总縷质量浓度逐),开始超过化Im/L。随着出水体积继续增加,渐升高g,出水中的镶质量浓度迅速提升70BV出水体积附近,出水镶质量浓度己较高,超过10mg/L,此时应停止吸附操作,对树脂进行再生操作,等再生完成后再使用。 华东理工大学工程硕±学位论文第55页20-々曰1stIII。^2nd/奮15-。3rd/▽4gth〇/n巧hL-I10I|喃/雖5-/ ̄'■■—I—-由tWJ々uj;,U@0%I0I10203040506070出水体积(BV)图HZ ̄503型树脂吸附出水结果(锥)u-Fig.6.6艮esltsofadsorptionbHZ503巧sinnickely()表6.7显示树脂五次吸附媒-铜-氨混合废水过程中,铜浓度始终小于检出限(<0.05mg/L),整合树脂对铜的吸附优于对姨的效果,树脂吸附具有较强选择性,这与阳离子交换树脂在吸附同价阳离子时一,大半径的金属阳离子更易被吸附的结果致。Z*503表6.7H型树脂吸附出水结果(铜)*-Tlesuliiab6.7RetsofadsortonbyHZ503iesncoerp(pp)铜质量浓度(mg/L)出水体积(BV)实验次数5BV35BV60BV70BV1st<0.05<0.05<0.05<0.052nd005<05<0<005<..0.05.3rd<0.05<0.05<0.05<0.054th<0.05<0.05<0.05<0.055化<0.05<0.05<0.05<0.05HZ-503型整合树脂经反复使用后再次吸附,五次吸附实验过程中显示吸附性能较为稳定,可W反复用于金属的吸附去除。在莖合树脂动态吸附去除锦的实验中,为确定被蓄合树脂吸附去除的錶巧竟为何种2+形态,游离的Ni离子亦或是镶氨络合物形式,实验在第四次吸附巧程中,通过于适当出水体积时收集流出液,通过测定水样总氮浓度获悉树脂上吸附媒的形式,结果见图6.7。 第%页华东埋工大学工程硕±学位论文150.1125-。?;1。圓圓圓i關I进水出水20BV时出水50BV时6*图.7HZ503型整合树脂吸附进出水总忽巧7nre打efo巧andftedonbHZ-503ng.6.Totalitogbarasorptiy巧si图6.7中可W看出,出水体积分别在20倍及50倍床层体积时总氮浓度分别为112mg/L、119mg/L,而原水中总氮为120mg/L,树脂对氨并无明显的吸附去除效果。送表明吸附时氨未同金属离子一同被吸附在树脂上,树脂上吸附的是单独铜、镶离子,而非一HH铜氨,可能值偏酸性,5.6,、镶氨的络合物。产生送结果的原因在于原水pp值为-7在此时条件下,水溶液中存在氨的化学平衡如(6所示,酸性条件下导致平衡易向生成)+2+2+NH4的方向进析溶液中NH3浓度较低导致络合形式的町仰战)。]、CuNH?也偏[(3)]低,因此酸性条件下树脂对分离去除德氨、铜氨废水中的金属有较好效果。HT+NH-g^NH7;巧)^6.2.2.2动态脱附实验HZ-503型5对于已经发生穿透泄漏现象的馨合树脂,采用%的盐酸对其进行再生处 ̄BV理,流速控制在IBV/h,每隔0.51取样测定脱附液中的金属镶、铜浓忠计算金属的脱附率。-图6.8和图6.9分别为利用5%的HC1溶液对己穿透的HZ503型莖合树脂进行洗脱一时洗脱液中镶浓度及对应洗脱率。从两张图中可W看出,五次曲线趋势基本致,5%HC13洗脱液用量在0.5BV时,洗脱出水中镇浓度最髙可达4.20X10mg/L,浓缩倍数可在一撕倍。2BV时,树,镶,具有定的回收价值洗脱体积在脂上的儀基本脱除干净脱附率可达到95%W上。 华东理王大学工程硕±学位论文第巧页 ̄5000:11II-100II-hH:hI。.-/^=:=謂rI07\/——100▼4thOf20\j0123401234床层倍数(BV)床层倍数(BV)图6.8树脂金属脱附实验(錄质量浓度)图6.9树脂金属脱附实验(辕脱附率)*Flig.6.8民esindesorptionexperimentconcentrationFi.6.9Resindesortionexerimentiemovaof(gpp(fiklonickelnce))6106115%Hl图.和图.显示了C溶液对已吸附镇铜氨络合废水的树脂铜脱附的情3 ̄4X151BV时.00/L况,,0m,,在化铜脱附浓度达到顶峰最高可达gW上浓缩倍数约80倍,此时铜脱附率超过85%:随着HC1溶液用量的继续增加,3BV时脱附基本完成,铜脱附率接近100%。—一?4000-I■1st100瞧012345012345床层倍数BV()数同床ii倍图6.10树脂金属脱附实验(铜质量浓度)图6.11树脂金属脱附实验(铜脱附率)Fimenii6idiitremovalofi610ResinderionexerconcentratF..11民esnesortonexermeng..soptpton(gpp(ofcoercopperpp))6.3本章小结-(1)采用HZ503型馨合树脂静态吸附镇氨废水处理效果较好,树脂对镶氨废水中4一二.16m/,巧级镶的吸附量可达gg、拟级动力学方程均能较好反应吸附过程中媒的dl吸附行为,Freunkh等温吸附方程能较好描述树脂吸附行为。---化2HZ503.()型塾合树脂动态吸附操氨废水,出水能达到镶小于01m铜g,铜 第58页华东埋工大学工程硕±学位论文小于0.3mg/L的国家标准。(3)树脂对锦氨废水的吸附,树脂上吸附的是游离镶离子,而非镇氨络合阳离子。(4)利用盐酸动态脱附己吸附镶、铜的树脂,脱附液中金属浓度较富,浓缩倍数一%可达80倍,有定回收价值,金属脱附率接近100。 华东理工大学工程硕±学位论文第巧页7章TA-N第阴离子交换树脂吸附处理EDi废水EDTA与镇络合后増加了废水处理难度,使得水中的镶无法通过形成氨氧化镶的形式而被去除,EDTA与Ni能tU:1的摩尔比络合形成[NiEDTA产的形式,普通的阳离子交换树脂对其无法产生吸附交换作用。因此,本章考虑采用阴离子交换树脂对EDTA-Ni废水进行吸附去除。7.1实验部分7丄1实验材料与试剂六水合硫酸镶、己二胺四奋酸二钢、盐酸均为分析纯,购自上海凌峰化学试剂有限公司。实验用水为由纯水机制得的去离子水。表7.1中列出了实验中用到的主要仪器。表7.1实验仪器Table7.1Instrumentsusedin化eexerimentp仪器名称型号或规格生产厂家-H值计PB10北京赛多利斯仪器有限公司p原子吸收分光光度计novAA-400德国耶拿股份有限公司纯水机Master々上海和泰仪器有限公司电子天平BT224S北京赛多利斯仪器有限公司树脂柱上海申立玻璃制品厂实验中所用的两款阴离子交换树脂由上海华震科技有限公司提供,具体性能參数见表7.2。表7.2实验用树脂性能Table7.2CharacteristicsofRsinusedinexperiments-RX-2树脂型号1RX31外观形态乳白色、球形颗粒状乳白色、巧形颗粒状树脂类型阴离子交换树脂阴离子交换树脂-含水率507055-65(%)m用于纯水、髙纯水的制备,废水处理,生化制品的提取等-32树脂吸附实验中所用的NiEDTA络合配水参见表.。 第60页华东理工大学工程硕±学位论文7丄2实验方法7.1.2.1阴离子交换树脂的预处理--阴离子交换树脂的预处理参见6丄21终将RX21、RXI-C1型进.,最3树脂转为行使用。7丄2.2树脂动态吸附实验-21-31-分别采用预处理过的RX、RX型阴离子交换树脂对NiEDTA废水进行吸附化理,室温下^^^4BV化的流速自上而下通过装有20mL(湿体积)吸附树脂的玻璃吸20mm长mm一附柱(内径,300)。每隔定体积取样测定吸附出水中总镶浓度。7丄2.3树脂动态脱附实验5对于动态吸附过程后的树脂,W%盐酸对其进行再生脱附,I流速控制在1BV/h一(每小时1倍湿树脂体积),每隔定体积流出液进行取样分析,测定洗脱液中总镶浓度。7丄3分析方法pH值及总镶浓度的测定参见3.1.3。7.2结果与巧论-7.2.1树脂动态吸附处理EDTANi废水--表7.3为采用RX21型阴离子交换树脂对EDTANi的处理结果,从表中可^^看出巧始阶段出水中总镶浓度无法被检出,随着流过树脂体积的废水继续增加,出水总镶浓EDTA-45M废水体积在,度开始逐步上升,阴离子交换树脂处理BV时,树脂发生穿透--N此时出水媒浓度0,,X21.27mg/L去除率99.5%表明R型阴离子交换树脂对EDTAi废水中的镶有较好去除作用。7--表.3树脂吸附处理EDTANi废水RX21(树脂)-Nwwa-Table7.3TreatmentofEDTAiasteterbyRX21resin流过废水体积数巧V)510204045506070<0<<01出水总镶浓度(m/L.05<0.050.05.050J70J20.962.7g)〇镜去除率(/〇)10010010010099.599.498.396.14-DTA-Ni的处理结果表7.为采用RX31型阴离子交换树脂对E,从表中可W看出初始阶段出水中总镶浓度无法被检出,随着流过树脂体积的废水继续増加,出水总嶺浓-N5BV度开始逐步上升,阴离子交换树脂处理EDTAi废水体积在4时,树脂发生穿透,-0L-1EDTA此时出水镶浓度.22mg/,去除率99.6%,表明RX3型阴离子交换构脂对Ni废水中的镶有较好去除作用。 华东理工大学工程硕±学位论文第61页74--31表.树脂吸附处理EDTANi废水(RX树脂)-Tab-ile7.4TreatmentofEDTANiwastewaterbyRX31Ksn流过旗水体积数(BV)510204045506070出水总银浓度(m/L<0.05<0.05<0.05<0.050.220.481.215.巧g)镶去除率10010010010099.699.】91.189.4(%)EDTA-Ni通过实验表明,两款阴离子交换树脂对废水中的镶均有较好去除效果,50mLEDTA-Ni废-流过相同体积含媒g/的水时,从整体趋势上对比可W发现,RX21RX-31型树脂-1-1型树脂出水中总镇低于,RX2型阴离子交换树脂优于RX3型树脂。-7.2.2树脂动态脱附EDTANi5-21图7.1中显示了采用%的盐酸溶液作脱附剂处理RX型阴离子交换树脂时,脱 ̄,1BV内附剂用量对镶脱附效果的影响可W看出在0随脱附剂用量增加,脱附液中镶3浓度,3.71X10m/U继、脱附率迅速提升,在1BV处脱附液中镶浓度取得最大为g续增加脱附剂用量,脱附液中媒浓度随之减小,镶脱附率增长缓慢,当脱附剂i量为4BV。时,镜脱附率接近100%400011A-AiAA10000./如K-80_長//\镶浓度e。曼-60_。一?2000-I\脱附率藝蠢-40^//\-2。\\1*==—*i16〇01234脱附剂用量巧V)-71EDTANi(RX-21图.盐酸动态肤附废水树脂)F-waw-71RntfEDTANtterRX21:ig,.esidesorpionoisearesi打)(7RX-3图.2中显示了采用5%的盐酸溶液作脱附剂处理1型阴离子交换树脂时,脱,附剂用量对镶脱附效果的影响可W看出巧始阶段随脱附剂用量増加,脱附液中镶浓度、3脱附率迅速提升.53.13X10m/U继续增加,在0BV处脱附液中镇浓度取得最大,为g4BV脱附剂用量,,,脱附液中镶浓度随之减小辕脱附率增长逐渐变缓当脱附剂用量为992时,縷脱附率为.%。 第化页华东理王大学工程硕±学位论文4000.1-—^氏A100户—--3000-Y.80^一J-6。-。-二fS筆|/八囊-40裝//\巧1000-//V-2。V\d1一i001234脱附剂用量巧V)-7-图.2盐酸动态脱附EDTANi废水(RX31树脂)-F72Renwwa-deriEDTANig..sisoptonofiasteterexperimentRX31resin()--实验结果表明,采用盐酸溶液作脱附剂分别脱附处理RX21、RX31型阴离子交换树脂-,均有较好的镇脱附效果,脱附后的树脂可继续巧于EDTANi废水的吸附处理。TA-Ni可起到浓缩富集的作用去除阴离子交换树脂对ED水中金属银,然而脱附浓缩后一EDTA-N的镶仍i形式存化较难与EDTA分离,其处理仍需采用其他方法进步去除。7.3本章小结1LEDTA-()对于含镶%mg/的Ni废水采用阴离子交换树脂对其进行吸附处理,BV40-2-当废水流速为4/h、流过树脂体积BVW下时,RX1、RX31树脂均表现出了良好的吸附性能,出水媒浓度均可低于化05mg/L。(2)W5%盐酸溶液为脱附剂对吸附后的树脂进行脱附处理,当盐酸溶液用量为4-BV体积时-,RX21、艮X31型阴离子交换树脂中镶的脱附率均接近100%,再生性能良好。 华东理王大学工程硕±学位论文第的页第8章磯酸按镇沉淀法处理镇氨络合废水中重金属一憐酸按镑沉淀法作为化学沉淀法么,能对废水中的氮元素进行有效去除。其原理是通过向氨氮废水中引入磯酸根与镑离子,利用其与按根离子形成不洛于水的憐酸镑镑。沉淀,来达到去除水中氨氮的效果攘氨废水中由于氨的存在影响了氨氧化物沉淀去除水中镶,通过采用憐酸按镑沉淀法将水中氨氮去除到合适水平后,再利用氨氧化物沉淀法即可对镶有所去除作用。因化本章通过采用磯酸按镜沉淀法对媒氨络合废水进行处理,来达到去除水中氨氮W及重金属的目的。8.1实验部分8丄1实验材料与试剂六水合硫酸錄、氯化镇、硫酸镜、憐酸氨二钢、浓硫酸均为分析纯,购自上海凌峰、化学试剂有限公司,氨氧化销氧化镶为分析纯,购自国药集团化学试剂有限公司。实验用水为由纯水机制得的去离子水。表8.1中列出了实验中用到的主要仪器。表8.1实验仪器Tiable8.1Instrumentsusedintheexermentp仪器名称型号或规格生产厂家PB-pH值计10北京赛多利斯仪器有限公司原子吸收分光光度计novAA>400德国耶拿取份有限公司纯水机Maser-tQ上海和泰仪器有限公司电子天平BT224S化京赛多利斯仪器有限公司六联機拌器"4A常州国华电器有限公司JJ紫外可见光分光光度计DR5000美国HACH公司数字式消解器DRB200美国HACH公司数显鼓风干燥箱GZX-9030MBE上海博讯微电子有限公司-实验中所用NiNHs络合废水的配制参见表3.2所示,废水中NH3与Ni的摩尔比约为6:1。8丄2实验方法憐酸钱镇沉淀法处理媒氨废水,主要通过下几个方面来考察不同影响因素对处理效果的作用: 第64页华东理工大学工程硕±学位论文(1)不同浓度药剂投加量对废水处理效果的影响2+取400mL水样置于1L烧杯中,依次加入佩2册〇4W及Mg离巧MgS〇4或MO),g3-2+11其中,控制P〇4加入量与水中氨氮摩尔比为:,Mg加入量与水中氨氮摩尔比分别为1:1、1.2:1、1.4:1、1.6:1、1.8:1,加入后调节水样脚值至10攒拌反应比,反应结束后静置沉淀,取上清液分析水质。(2)反应时间对废水处理效果的影响取400mL水样置于1L烧轿中,依次加入Na2HP〇4W及MgO,其中,控制水中2+3'n=:nP〇:nNH31.2,1Mg4:I:1药剂加入后调节水样阳值至0分别揽拌反应化()()()、化、3h,反应结束后静置沉淀,取上清液测定总镶浓度。8丄3分折方法pH值、总縷浓度测定参见3丄3。氨氮浓度测定采用蒸溜-中和滴定法8.2结果与讨论8..21药剂投加摩尔比对处理效果的影响从固8.1中可W看出,磯酸较镑沉淀法对镶氨废水中镶的去除有明显效果,分别采3’用硫酸镑与氧化镑作为加入试剂,固定加入的P〇4与水中NH3摩尔比为1:1,从图中2可[^^得出在11(^伯可11>沿为1.2:1时取得最佳处理效果,硫酸铸为加入药剂时镇去除(3)率99.0%,处理后水中镶浓度0.51m/L,氧化镇为加入药剂时镶去除率99.1%,处理后g水中镶浓度化46mg/L。整体上看使用硫酸摸作为铸引入药剂相比氧化镑效果相对较好,其原因可能在于硫酸镑较易溶于水,而氧化镇完全洛于水中需要相对较长的时间。100,98-冥96-if#94-一-MS〇gI492-一^MOg1'11901101141怎1.8..2.2+nM:nNH(g)()3图化1药剂投加化对魚気废水中镇处理效果的影巧2+Fig.8.1EfectofnMg:nNH3onnickel巧moval()() 华东理工大学工程硕±学位论文第65页 ̄2+图8.2为采用氧化镑为药剂时,在不同n(Mg):n(N味膺尔比时憐酸钱镑沉淀法对水中氨氮的去除效果,图中可W看出使用憐酸镑镜法处理攘氨络合物废水时,经充分沉,L淀静沉后的清液中依然含有很高浓度的氨氮,氨氮大于30mg/,表明麟酸镑镑沉淀法处理镶氨废水时较难使镇与氨氮同时达标,在去除水中总缀后可能仍需与其他工艺组一合,步脱除水中氨氮。在水中氨氮未被全部去除时8.1进,由图得出镶去除效果相对较好,其可能原因在于水溶液中加入的镑离子在碱性条件下可生成氨氧化镑沉淀,有文wt’W一献报道,氨氧化镑对媒也能起到定的吸附去除作用。…01001--?NH-Ng■-郎—A-去除率如;TO郎--60谢40-X>-40尝20--20210I111<01.14...012.16182+n(Mg):n(NH)3图8.2药剂投加化对辕氨废水中氨氮处理效果的影巧2+2-F8E抵幻M电.ofn:nNH3加NHNremoval(g)(:)s8.2.2反应时间对处理效果的影响2+3’=表8.2为在加入MOM:n:n.;g,nP〇4NH3)12;11,沉淀pH值10时,不(g)()(。从中可)1同反应时间对縷氨废水中银去除效果的影响[^看出,随着攒拌时间延长,处理后的废水中总银浓度不断下降,媒离子去除效果较好,反应2h时,总镶浓度降至化1mg/L,继续反应达到3h后,总镇浓度己低于仪器检出暇。表8.2反应时间对巧酸较倭法处理镇氨废水的影响Table8.2Effectofreactiontimeonnickelremoval反应时间(h)总镶浓度m/L)去除率(%)(g100.46997..2.00.1099.83<100.00.058.3本章小结采用鱗酸锭镑沉淀法对镶氨废水进行化理,对水中镶有较好的去除效果,采用氧化 第66页华东理工大学工程硕±学位论文23"M=2镇为加入试剂,当水中n:nP〇4:111.2:1:1H值为10时反应hg勺)的战),在p,((1m/L。水中镇浓度可降低至0.g;磯酸按镇沉淀法对水中氨氮去除能力有限 华东理工大学工程硕±学位论文第67页第9章总结91全.文总结本谏题对含镇电锻废水中对镶达标影响较大的几类镶络合物(酒石酸、梓樣酸、EDTA、氯)进行研巧,通过采用Fenton氧化法、UV/H2O2法等多种工芝对其进行处理,得到如下结论!(1)当水中无络合剂存在时,氨氧化物沉淀能将水中镶完全去除在络;当水中存合物时,无法通过形成氨氧化镶沉淀将水中镶去除至《电锻污染物排放标准》中的达标范围。(2)对于酒石酸縷模拟废水,采用Fenton氧化法、UV/H2O2法处理均有良好效果。2"-采用Fenton氧化法在pH值为3.0,30%&〇2投加量1.巧mL/L,nfe):!!呪〇2)为1:11.05.4,反应h后,沉淀pH值在10.0时,处理后溶液中镶浓度能小于仪器检出水平0m/Log采用UV/H2O2法处理酒石酸镶废水,在废水pH值为3.0、30%战〇2加入量2mL/L,15W紫外灯光照120min后,于pH值10.0时采用氨氧化物沉淀法可去除水中镶,处理后水质总镶满足《电锥污染物排放标准》中0.5mg/L要求。(3)对于巧樣酸媒模拟废水,采用Fenton氧化法处理能取得良好效果,而采用UV/H202法处理效果不佳。2+采用Fenton氧化法在阳值为3.0,30%H202投加量1.33mL/L,n(Fe):n(战〇2)为1:1..4.41,反应Ih后,沉涛pH值在00时,处理后溶液中镶浓度能降至06mg/L,去除率99.1%《./L,满足电渡污染物排放标准》中05mg要求。A-(4)对于EDTNi模拟废水,采用阴离子交换树脂吸附处理能使其中媒满足达标要求,而采用Fenton氧化法、UV/H2O2法对其进行处理,处理效果均不佳。EDTA-Ni废水4BV/h、40采用阴离子交换树脂处理,当废水流速为流过树脂体积BVW-21-、RX1型下时,RX3阴离子交换树脂对镶的去除均表现了良好的性能,出水辕浓度低于仪器检出限。(5)对于镇氨模拟度水,采用整合树脂法、磯酸较镑沉淀法对其进行处理,均有。较好的儀处理娩果,出水总镶可满足《电锥污染物排放标准》采用藝合树脂吸附处理镇氨废水,在废水流速4BV/h,流过树脂体积40下-时,HZ503型整合树脂对镶的去除表现出良好的性能,出水银浓度满足《电锻污染物排放标准》。3*P〇采用磯酸较镑沉淀法处理镶氨废水,当氧化摸为加入试剂,水中n(4:nNH3:)()2+=凸(Mg)1.2:1:1,pH值为10.0时反应2h,沉淀过滤后水中镶浓度可降低至0.1mg/L, 第68页华东理工大学工程硕±学位论文满足排放要求。9.2存在问题本课题中采用了多种方法对含镇络合废水进行处理,其中采用Fenton氧化法处理镶有机络合废水,处理,含重金属镶的污泥作为固体危险废弃物过程中污泥产生可能较多,其处置过程尚需考虑,,:在实际废水处理过程中废水成分复杂、水质情况波动可能较大-导致投药量无法准确控制、处理效果无法稳定采用阴离子树脂吸附EDTANi废水,;-辕去除效果较好,然而由于树脂再生时洗脱下的镶仍WEDTANi形式存在是,树脂仅一工芝将其浓缩富集,因此仍需考虑浓缩后的废水如何处理,;其次课题中只讨论了单处理含锦废水的效果,,未采取组合工艺对废水进行处理若采用组合工芝,如高级氧化+化学沉淀+树脂法,投药量更小,处理效果可能更好、更稳定。 华东巧工大学工程硕±学位论文第的页参考文献山冯绍涨电嫂清洁生产工艺[M].北京:化学工业出版社,2005.22.13间中国表面工程协会电縷分会中国电馈年鉴间.201:07.[3]王桂香,张晓红.电银添加剂与电渡工艺[M].北京:化学工业出版社,2011.38.4FuF,Wan.Removalofheavmetalionsfromwastewaters:Areview?Journalof[]gQy口]anam1-EnvironmentalMent201923:407418ge.,,()口]OnundiYB,MamunAA,KJiatibMF,efAdsorptio打ofcopper,nickelandleadionsfromsyntheticSemico打加ctorindustrialwastewaterbypalmshellactivatedcarbon町Ii-nternatonalJournalofEnvironmentalScie打ce足Technolo201074:751758.gy,,()GB2900-20081电鑛污染物排放标准问.阅,7GB25467-2010铜、镶、钻工业污染物排放标准S.[],[]-上海市污水综合排放标准间31/1992009.网DB,-9CJ30821999污水排入城市下水道水质标准脚[],-20〇2[10畑18918城镇污水处理厂污染物排放标准脚],[U]王军化唐小宇,张卫蘇浅谈电鞭废水的主要成分和危害化中国化工贸易,2014,-616:7576.()M:200.37.段光复电渡废水处理及回用技术手册[,北京机械工业出版化1[巧]-13刘新秀.电镶含铜模拟废水破络除铜技术研究町.上海:华东理工大学2014:12.[]],-T二藤双配位剂体系化学锻縷的研巧化电縷与环保202[14崔衣刘定富.巧樣酸1],32-巧:3032.)2007402-404.电馈添加剂理论与应用[M],国防工业出版社.57.方景礼,[巧,1J2009..[巧占稳,等添加剂对酒石酸盐被铜的影响[电锻与涂饰,,,胡立新,沈瑞敏]-2812:58.()17孔纲.梓樣酸及其盐在金属防护中的应用研究现状内.电锭与[],吴双,卢锦堂,等20-涂饰,113011:5356.,()-EDTA201[1糾刘定富.乳酸双配位剂体系化学馈镶的研究[J.电镶与环促3,,崔东]-333:2426.()19HuanXLiTTanKetaLStudonrecclinofnickelinnickelwastewaterb[]g,,g,yygyaonemcanneer2008-chemicalreciittiChilE:17.gi,,lO10pp[叮y)2+20Ni-H.2011巧:杨春.2〇系配位平衡研究贵州大学学报自然科学版),,巧[]的(0-1.1332黑恩成:2004朱裕贞.现代基础化学第二版M..,顾达北京化学工业出版社PU,[],6-86691693.,口句QinZ,CaiyanS,Xiaoyi义《'如?Study0打thetreatmentofcopperandnickelwastewater 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第72页华东埋工大学工程硕±学位论文[5句华东理工大学化学系,四川大学化工学院.分析化学(第五版)[M],北京:高等教育*出版社2007.416.,419--57巨少华II-NHCrH〇体系中NII王瑞样.Nii配合平衡热力学町[],唐漠堂,,等()32()-中南大学学报自然科学版2008巧5:891896.(),,()N-书敏巧小化柴立元iNH32〇系热力学平衡研巧口巧周等,,,化有色金属術炼部分)-200981.:25,()5巧.0J,雷乐成UV/H.[糾陈琳,杜琪22光化学氧化降解对氯苯酷废水的反应动为学[]环24-境科学20035:106109.,,()[60]付兩君,李冰環,蒋文新,等.低耗环保COD测定方法的硏巧[J].环境污染与防治,200830-3:5761.,()6H.0J.381:[U乐薇,封孝华滴定法测定22含量的不确定度研究[]广东化工,20110,()-137138.[62姜成春,庞素艳,马军,等.铁盐光度法测定Fenton氧化中的过氧化氨J,中国给][]2006224-水排水:8891.,,()3王剑飞.J,巧],巧良,张家寿,等高效液相色谱法测定葡萄酒中的梓樣酸[]中国酿造,204-102:1165.,)6([6旬CunhaaSC,FerreirabIM,FernandesJ,W如Determinationoflactic,acetic,succinicandctrcacsnovesHPLCAJJoulLt&iiiditablelibyJV.rnaofiuidChromaorah[]qgpyRe-latedTechnoloies2001247:10291038.g,,()5JroaDnoaSeadaonofPb-comH巧]irajUbaFHggA.DertiEDTAlexba2O2/UV,,gpyrss-oce.WaterRearch2006401:112.p口]化,,()1073+6-.e/.巧铁柏清,钱湛,杨余维等UV/FH2〇催化混凝联合工艺处理络合铜铸废水J[,2[]2006329-水处理技术:3437.,,()A-67lfano0M,Brandi民JCassanoAE.Deradatio打ki打eticsof24Dinwateremloin[],g,pyghydroge打peroxideandUVradiatio打阴.ChemicalE打gineerinJournal,2001,82(1):g209-218.盛梅.68李文君,彭先佳UV/H2O联合氧化法去陈富禽养殖废水中統生素[J.[],2环境污]20-染与防治11334:2528.,,()[6叫EldeinAM,LibraJA,WiesmannU.MechanismandkineticmodelforthedecolorizationoftheazodyeReactiveBlack5byhdroeneroxideandUVygprad20039-10iatio打.Chemoshere526:10677.…p,,()〇StefanMIHoARBoltonJR.Ki打eticsandmechanismofthederadationand|7],y,gminerazaonofaceoneiniluaueoussolutio打sensitizedbthotosisoflititdteqyheUVply-巧90hdroeneroxide巧?EnvironmentalScience及Technolo1996307:巧82.yg,,()pgy71ElmollaESChaudhuriM.Photocatalticderadationofamoxicillinamicillinand],yg,p[cloxaciUinantibioticsinaqueoussolutionusingUV/Ti〇2andUV/H2〇2/Ti〇2-ss-hotocata.anaion12:452.liJDeslit200^^36py[],,)[7巧Maze^erLeroyE,DeLJ,efa/.DegradationofcarbendazimbyUV/H2O2ttChtt2003l:invesigatedbykineicmodellingJ.Envirornnentalemistreers[]yL,,y) 华东理工大学工程硕±学位论文第73页68-72.NeamtuMSiminiceanuIYe出1巧A"At/.Kineticsofdecolorizationandmineralization,,,17引ofreactive犯〇dy的i打aqueoussolutionbtheUV/H2O2oxidationJ.Desandy[]yen20022-P:9igmts53399.,,()74沈嘉猛髙乃云顾玉亮.UV/HO联用工艺对甲霜灵农药的降解饥[].净水技术,,,22201458-巧1:63.,()"ateranMIton-7SRStefBolJRef幻/.UV/H2O2tieatmentofmethltertbutletherin[刮C,,jyyco-ntaminatedwaters内.Environmentalscience&technolo2000,344:6巧6始.gy,()762009-哈希公司.水质分析实用手册[M],北氣化学工业出版化.309314.[][77谢祖芳,何星存夏金虹等.苦味酸在聚醜胺树脂上的吸附热力学及动力学[J.],,]化学研究14-,20034:5356.,()78兰新哲李秀玲.201X7.[],宋永辉等树脂对铁氛络合物的吸附动力学阴中国有色,,20088116-17金属学报,1:61.,()-79HJ5372〇〇9-中和滴定S.氨氮的测定蒸馈巧.[]]巧0]马艳飞,王九思,宋光顺,等.氨氧化镶处理含银废水的研巧[J].环翰污染治理技200454-术与设备:3234.,,()巧。姜述芹.含镶废水的氨氧化读净化研巧饥.哈尔滨工业大学,周保学,于秀娟,等-2003350:12121215学报.,,。) 第74页华东埋工大学工程硕±学位论文致谢经过兰年的学习生活及实验研巧,在此论文即将完成之际,我要向曾经帮助过支持レ过我的老师、同学、好友等致ッ最诚攀的谢意!首先,衷也地感谢导师孙贤波副教授在此次裸题中给予的悉也指导,在实验开展、论文撰写等过程中,孙老师给予了我许多宝贵经验和建议,孙老师治学严谨、精益求精的工作态度深深地激励着我,让我受益匪巧。在此,对孙老师表示诚攀的感谢。同时感谢环境系蒋晓凤、稽雅颖、盛梅老师在实验仪器方面上的指导与支持。感谢钱飞跃、黄思远、汪竣斌、刘新秀师兄师姐在我读研期间提供过的帮助和温暖,及蔡佳骇、唐琪巧、朱晓燕、顾雍、吴俊、张天字等同学的支持与鼓励,祝你们在今后学习工作中一帆风顺。最后,感谢本次课题及经费来源上海轻工业研巧所有限公司,感谢企业导师王维平先生在课题指导及论文撰写过程中提供过的帮助,感谢付丹、杨林、王晓磊等人在我实习期间提供的指导与帮助。衷也地祝愿各位万事如意!,也想事成 华东埋工大学工程硕±学位论文第75页攻读硕±期间论文发表情况1陈健俊孙贤波王英华杨林.UV/H2O2协同光降解处理酒石酸镇废水.环境工涯[],,,学报,2015(已接收)2〇B-98孙贤化含镶废水处理技术研究进朦化学世界增:95.凹陈健化王英华,,,()'