- 7.96 MB
- 2022-04-22 13:48:55 发布
- 1、本文档共5页,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,可选择认领,认领后既往收益都归您。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细先通过免费阅读内容等途径辨别内容交易风险。如存在严重挂羊头卖狗肉之情形,可联系本站下载客服投诉处理。
- 文档侵权举报电话:19940600175。
'.、.^^8:知:寺::磨笑儀jH^SSBv:if:破当■p程硕±学位论文iksSHtfeXfSS:‘:_.;.V4、'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;■I2〇15S22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》GB2-200801EDTA、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。FentonW氧化法最佳工若为:初始pH值3.0、30%H2O2投加量1.33mL/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/LUV/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,15W紫外灯光照120min,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1h,沉淀pH值10.0,处理后锦浓度可降至0.46mg/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4BV/h、流过树脂体积40BVW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2h,处理后镶浓度可低于0.1mg/L。enton关键词:镶电皱废水络合物;FUV/HO离子交换法;:;22;
第II页华东理工大学工程硕±学位论文searc-RehontheremovalofnickelcomlexfromelectrolatinwastewaterppgAbstractThecompos姐onofelectroplati紅gwastewaterwascompUcated.Itcontainedavarietyofheavymetalswhichwasharmfultohumanandenvironment,especiallythenickel.Thecomplexescancomplexwi也nickelions,soitwiUincreasethedificultyofwastewatertreatment,hi化is^searchsomeme化odssuchasFento打andUV/H2Owereused化deal,,2,-withthenckelcontaininwastewaterwhichcomlexedwithsinleclexinigpgompgagent(tartaricacid,citricacid,EDTAandammo打ia).TheKsxUtscanrovide化ebasicfortheptreatmentofactualwas化water.Thepapershowed化suitsbyexpenme打tsandtheoreticalcalculation,whentartaricacid,citricacid,EDTAandammoniawerepresencedinthewater,thetotalnickelcannotmeetthedischarestandardbchemicalreditatio打.Tome巧the化talnickellevel化0emi巧igyppinon—standardofollutantsforelectrolatinGB219002008theconcentrationoftartaricacidppg(),,citricacidE口TAandammoniashouldbeKduced.,-wasForthenickeltartaricacidtewaterusinFentonandUV/HOrocesscanachieve,g22poodresuts.eotimzedexerimentaconditionsfrFento打oxidatio打rocesswerentaglThpiplbpiiil2+H===p3.0thedosageof30%H2O2solutionl.:33mUL打Fe:nH〇1.4:11hourof,22,,()()=巧actiontimereciitationH10.0andthenickelcanreduce化0.1m/Laftertreatment.,ppp,gT=heoptimizedexperime灯talconditio打sforUV/H2O2processwereinitialpH3.0,thedosage〇=of30/〇H2O2solutio归2mL/L120mi打utesofreactiontimeat15WUVlamirradiation,p=andprecipitatio打pHl0.0,andthenickelcanireduce化0.36mg/Laftertreatment.Forthenicke^citricacidwastewater,usi打gF的itonprocesscanachievegoodiresults:whileusinLTV7H202rocessustetoorults.TheotimizedexerimenlcndiifrgKsptaotonsopjgppF==entonoxidationroc巧swerein姐alH3.0,thedosaeof30%H2O2solution1.33mL/Lg,pp2+==打Fe:打H2O21.4horretiotimeandreciittiH10.0andthenickel:1Iuofacnaon()(),ppp,can巧加ceU)0.46m/Laftertreatment,gFrtheEDTA-nhan化inoickelwastewaterusinanionexceresinadsorbnickel,g吕wastewatercanachievegoodresults,whileusingFenton,UV/H2O2processjustgetpoor*=RX-21-1smacraeiresults.ThetotalnickelcanberemovedbyRX3iettheonditionofflowt,4BV/hvolumeofwastewaterbelow40BY,F-巧smaorthenickdammoniaescnMAPnsumammonumwastewatruinhelatingieii,gg,(hoshaterocesscanachieveoodresults.TheotimizedexerimentalconditionsforMAPpp)pgpp
华东理工大学工程硕±学位论文第III页—2+==procesiswerenfcV):n(NH3):n(Mg)1‘2:1:1,precipitationpH10.0and2hoursreactiontimeandthenickelcanreduce化.1m/Laftertreatment.,0gKeywords:nickel;electroplatingwastewater;complex;Fenton;UV/H2O2;ionexchange
第IV页华东理工大学工程硕±学位论文目录第11章绪论11.1研究背景1.2研巧目的及意义21.3研巧内容2第2章国内外研究动态42.1电锻废水概况42丄1电辕废水来源42丄2电被废水水质特性52丄3电渡废水中络合剂成分52.2含镶废水处理常用方法72.2.1化学沉淀法82.2.2离子交换法822..3吸附法92.2.4膜分离法92.2.5生物法9229..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102.3.1Fenton法101122V.3.U/H2〇2?i2V法11.3.3U/Ti〇22.3.4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1213.1实验部分23丄1实验材料与试剂12133丄2实验方法3丄3分析方法13314.2结果与讨论314.2.1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14315.2.3化学平衡计算
华东涩工大学工程硕±学位论文第V页323.3本章小结第4章Fenton氧化法处理含镶络合废水254.1实验部分254丄1实验柯料与试剂254丄2实验方法264丄3分析方法264.2结果与讨论2642F畑-26..1ton氧化法处理酒石酸辕模拟废水-4.2.2Fenton氧化法处理巧樣酸镶模拟废水27EDTA-274.2.3Fenton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31511.实验部分35丄1实验材料与试剂315丄2反应装置32325丄3实验方法5丄4分析方法325.2结果与讨论34-5.2.1UV/HO法处理酒石酸镇模拟废水3422V/H0-405.2.2U22法处理巧樣酸镶模拟废水-52V/HO43..3U22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4661.实验部A466丄1实验材料与试剂466丄2实验方法476丄3分析方法4862结果与讨论48.-46.2.1树脂静态吸附镶氨络合废水8--654.2.2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597159.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607丄3分析方法607.2结果与讨论6071EDTA-.2.树脂动态吸附处理Ni废水60-7.2.2树脂动态脱附EDTANi617.3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638.1实验部分638丄1实验材料与试剂妨38丄2实验方法648丄3分析方法68.2结果与讨论648.2.1药剂投加摩尔比对处理效果的影响64865.2.2反应时间对处理效果的影响865.3本章小结第9章总结679.1全文总结679.2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Table1.1Dischargestandardoftotalnickel标准名称排放限值恤g/L)m0—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01A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DB3/1-2009B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.2.1Diagramofelectrolatinrocesspgp80%^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Table2.1Qualityofactualwastewaterfromelectroplatingfactory水质指标丙厂^里pH值1.633.19當胞化学需氧量(COD,mg/L)220328401总氮(WNthmg/L)576469氨氮(WN计,mg/L)181921巧m/L10912974643(g)33^电导率uS/cm8.64X10626X105.34X10()铜恤g/L)74.67.31.3镶m/y85.642.08.9(g辑(mg/L)66.7巧.975.23Cr脚g/L)1411.89X10843'N〇3(mg/L)1702132073^^S〇Amg/L)3.20X101.90X102.32X10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)6f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Table2.2Complexingagentofnickelplating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Tabl2Clle.3ompexingaentofnickelatinusedinexrimentgpgpe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-C00HI1501〇.09K315.〇4[诉66.0^i,2--COOHtartaricacHOCidIHHH-C-COOHmmHO—mmHO—CHCCOOH2O?1921414.fig.3ciidIitrcacH-C-COOHIH
华东理工大学工程硕女学位论文第7页W/谢2〇)細EDTACH^N2V\GHGOOHs3EthleneDiamineCHNO292.25K18.6yiowss\畑鄉烟TetraaceticAcidCHN2^^CHCOOHa275身.公45,24NH3NH317公36.64,公47.79ammonia公58.50,公68.49——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N5XMS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0.2mM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06mg/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Table2.4Comparisonofdifferentmethodsinheavymetalwaster^^^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.3.1Fe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-H202e0H口5)3+2+—?e-F+〇Fe+护+H06战22口)2+3++?—?e-F+HOFe+H+H0227()?+一?H0+2-2也〇2〇2祀0+HO(8).—.RH-+HOR+战0(29)]++2+.—+F-ReR+Fe10(2)++——-民+〇ROOCO+HO211222()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INi。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800mg/L,[Fe]/町2〇2]’摩尔比为化1,30C下反应60min,硫酸铁混凝pH值8.0、硫酸铁投加量500mg/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141mmol/L,Fe、3+Fe浓度1.0mmol/L,初始pH值3.0,沉淀pH值11.0时,嶺去除率达到92.8%。2.3.2UV/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。2.3.3UV/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>EDTANiEDTAZn。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5mmol/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9m,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、EW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Table3.1Instrumentsusedintheexperiment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Table3.2Compositionofartificialwastewater络合剂含量NiS〇46H2〇含量攘含量络合剂n络合剂nNi():()mg/Lmg/Lmg/L无0224500酒石酸1於224501.5二水合巧樣酸兰钢376224501.5二水合-N476224505EDTA321.氛化较2742245063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1mL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nm05.0m/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。=--12.84X012815y.2r=09963./■S4-)/鸦3-谤/咖2-X咳/■潘1tillII00...10.203040.5吸光度Abs图3.1总辕标准曲线巧31andardrvig..Stcueofnckel
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0.58m/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05mg/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.-V97100■y1。1^YS1儀质量浓度:A.4。|■40\-。一m:去除率I8-2。0.1;/\- ̄-——0 ̄■■.05J\.■!■089101112沉淀pH值图3.2pH值对镑的去除效果巧巧FEHnvankeig.3.2ffectofotheremoloficlp3.2.2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a100100b100.100111-總质量浓度-8080-80-综质量浓度.80去除率言香一。一去除率--60E60寡長60.-60是^一一—■一■輕#爱著.-4040I40..40III5W咬诉--20.§20魏20.20 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄T,- ̄ ̄—It——-广—-—一00n。n34567891011了8910"沉捷pH值沉淀H值p―00化C100100d1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..40II4040金I雖20./-20--2020_,一I\_,一— ̄-r—^1 ̄ ̄'■'>1?r^Fr^〇QI^^1〇〇8910111234567891011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)EDTAd氨))Fig.3.3Efectofcomplexingagentsontheremovalofnickela)tartaricacidb)citricacidc)EDTAd)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13.3mg/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+-3.1NH.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.+-■=NiOHN-+0Hoi0H1齡3.932()2()—=Ni0H+0HONiOHIK3.0()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)。—a4|^nP\NiOH()20■\固相K+WOH技I叫.\02468101214pH值。琴(30-AS六^N0HI60-\K)7\7891011121314pH值+23-H图.4Ni0系化学平巧时各组分浓度随:阳值关系F34EfeHra-iinN产H2Oti..ctofoncomponentconcenttonsemgp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:nn-1.6-1.4A-i1.2-長1.0/-^0.8\/V7 ̄ ̄l1 ̄>〇910111213pH值+图3.5如化0系化学平衡时总儀随阳值关系Fi.35EfecofHlcenraiinN产mg.tonnickeonctton巧0sstepy2+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.5mg/L,pH值在9.711.8时总镇可小于0.1mg/L,满足电竣污染物排放标准中相关要求。2+3232N--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)。)NiLL=+oNi恤3.01j-口3)〇=Ni+亂I5化g.04[2A=H+LoHLI4.09fgSAI3-4\(、)’H=2+HL0HLlg^.9222[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|I0.1\\/1\lmMl0.01MM1M/:线^01■—I910111213pH值a()'I^i1J总游浓度爹frfp*?9qmg'-(。0■.8一fty墨c/uI7891011121314pH值b()"N--图3.6i酒石酸&0系阳值对总錄浓度彭响2+EfH--FclnrNaHOig.3.6ectofonnikecocentationinitrtaric扣idsstempzy7 ̄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0.1mg/L;当水中酒石酸总浓度提升到0.23mol/L(34.5g/L)时,此时调节pH值无法使总镶低于化1mg/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0一.5m/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-+LoNiLlg?14.335/()=H+LoHL恤6.1-=H44-+HLoHL1.36j终2()+公=lgii:3.0片叫叫32++?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100Vj.Q.1mMI10V^OM.OIm-1VP^^化1-\〇MX001I ̄'111111.7891011121314pH值a()
第20页华东理工大学工程硕±学位论文巧乂10。 ̄之7n'■■'I[I总镶浓度r4()1^寺^r■\\\■S—'i0\1T.Ir^-t:0.5\广j二rl.l/店J891011121314pH值b()+-图3刀Nf-巧巧巧H办系阳值对总锥浓度影巧'-F37EH-niioninN产crcHmig.,fectofonckelconcentratitiaddzOstep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0.1mg/L;当水中朽樣酸总浓度提升到1.4Xl(Tinol/L(0.27mg/L)时,此时调节阳?值无法使总镶浓度低于0.1mg/U当水中梓樣酸总浓度提升到8.2X1(Tmol/L(1.57一mg/L)时,此时调节脚值无法使总镇浓度低于0.5mg/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。--3.2.14N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=-NiiLl1.7+Log?86y口)H^:=1+LoHLIg0.34,H=+HL16.24HL02齡'=H+HL^HL2.75jj峭H=+HL0HLlA:2.〇734g42+-、、、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I10\^^〇細-I1iaOOImM01-超.化0,891011121314pH值a()-5Xl〇 ̄ ̄■^'’rn总雜度AIm/L(g)I寺r.一-■製141f/\I厂M1891011121314H值p似h--H图3.8NiEDTAO系平衡时H值对总儀浓度影巧zp+-F3EfeH加.ilncennNfEDTAHi..8ctofnckecotrationiOsstemgpzy3 ̄,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0.1m/L当水中EDTA总浓度提升到1.4X1〇mol/L(0.41m/L)化此时调节g;g脚^0/TA值无法使总镇浓度低于.1mU当水中ED总浓度提升到8.2X1mol/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5mg/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.2.3.5NiNH32〇系化学平衡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■NLiLA:=275i+?NIg.,NiSL=45+oNiLIgA.9。NiNiL=+化oI6.64,3gA3-9(、3)Ni+化oNiLI=779gA.^+=IgA8.50=.4祝+化〇诚1^6IgA89+Hi=-+NH0NHlg:9.373103;()+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、NiLsW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100V\\/.1M.g10V\V-1/INH=0M[.J总晋0.1I1111'110.0167891011121314pH值a()
华东理工大学工程硕±学位论文第23页05IkII/'?//I.--0.45总.。4-徽f/II八99.51010.5111111方2么513pH值b()+--图3.9加NH3HO系平衡时2诉值对总银浓度的影响FNP--i39EffectofHickelttioiNH3HOst..onnconcenrann2semgpy3 ̄.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=-N1120.1m/L当水中氨浓度提升到0.08mol/L(NH./L)时g,此时无法通过调节;3g=01L(NH-L).m/0.25mol/LN3.5/,阳值使总镑浓度低于g;当水中氨浓度提升到3g时/此时无法通过调节pH值使总镇浓度低于0.5mgL,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10.0W上时氨氧化物沉淀法可使水中镶浓度低于化1m/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0.1mg/L;当水中巧樣酸总浓度高于8.2X10mol/L(1.巧mg/L)时,无法通过调节阳值使总镶浓度低于0.5mg/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0.1mg/L当水中EDTA总浓度髙于8.2X1(Tmol/L(2.39mg/L)时,无法通过调节pH值使总辕浓度低于0.5mg/^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Table4.1Instrumentsusedin化eexperiment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Table4.2Com的…畑ofart泡cialwastewaterp络合剂含量MS046H20含量镇含量络合剂n(络合剂):n(Ni)mg/Lmg/Lmg/L酒石酸1922245015.二水合巧樣酸H钢376224501.5-762245015二水合EDTAN324.4丄2实验方法一取上节中含有单络合剂成分的模拟废水150mL,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WNaOH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41F-.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1h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%1.0mL/L,处理,当战〇2投加量为时后的废水中縷含量仅为化12m/L去除率99.8%30%H0继续増加至U3mL/L时可使出g,,当22用量水儀浓度无法经仪器检出(总媒<0.05mg/L),可见Fenton氧化法对酒石酸镶废水处理有较好效果。-*SOiK^100./J40-■80\/?/B)\_—■—-長30-镶质量浓度60曼\/II雙Y去餘率瞒'20-A-40I囊--瓣10/20..00.30.60.91215H0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.4.1EfectofH2O2dosage0打nickelremovalintartaricacidbyFentong
华东理工大学工程硕±学位论文第27页4-.2.2Fenton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1h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H20230O./L投加量増加錬去除率不断提升,当%H22投加量为133raL时,处理后的废水中辕含量仅为0.46mg/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^Im20A._.—蕾--20510/\00...3060.91.2151.8H^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.4.2ffetofdosaonnickelrlinnickittebFentong22geemovaecray4-.2.3Fenton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1h,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25LFtA-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100.100I-■-媒质册80-吗.卵|-A一3去除率IE60--60言^^器i辕40--40^响I帯-20-20II'1111002.5.023.03.54.0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.Efili-i4.3ectofHonckeliemnNiEDTAbFentongnovapy4.2.3.2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1.66mlVL,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6060,140-\/-04一\-____II/■-20-20卿/^擾/線质量浓度/—去除率J11,111 ̄〇0306090120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ffectofreactiontimennickelremovalinibtongoy2+4.2.3.3iKFe):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1.66mL/L,反1h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.3mg/,去除率.enon法对镇废水处理效果不佳。*801001一?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--200雖0111111〇0....81012141.62+nFe:nH〇()()22h4-图.5Fe、旦2化摩尔比对Fenton法处理EDTA锥络合物效果影巧E-Fig.4.5ffectofmolarratioofandH2OonnickelremovalinNiEDTAbFenton2y4.2.3.4H2O2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8m/L,去除率80eng.4%,可见Fton法对EDTA攘废水处理效果不佳。601-80^40A/-60一/"一蠢3〇V—操质量浓度:|I40I玲LlzSl_J1。2。0?/Wg/、雖10-?/IIIII[0123456H0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-i46巨fHOdosaenclremlnNEDTAFnn..瓶cto22onikeovaiibetoggy4.3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1.33mL/Lne:n〇:h后,废水在,F^田22为1.41,反应1H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1.33mULnFe:nH〇.4:11hH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0.46mg/L,去除率99.%,满足电锻污染物排放标准化5mg/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&KitificLTD.。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Table5.1Instrumentsusedintheexperiment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15W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15W的紫外灯,主波长254nm,插入后有效容积500mL,经计算反应器内最大箱射强2‘度约为60mW/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Ip1n磁力攪拌器广图5.1UV/H2O2反应装置图Fi51chemaicdiaramreacidevig..Stgoftonce5.13.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50mL,H一,置于如图5115W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(COWew-t采用重络酸钟快速氧化比色法;,具体步骤为’2mL1C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15min,待冷却后343nm波长下W1cm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0120mg/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。1mL,/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5g草酸铁钟溶液5mL,定容至50mL比色管反应10min,于400nm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0.45X250mm;流动相为色谱级甲醇0.01ni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0.8mL/min;10进样量阵;检测波长210nm。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PIm式口所示,其中A为&〇2对COD的贡献系数,经实验测定A0,g也〇2)贡献0.43mgCOD,有机物的结果COD蝴表示。=-X-CODCODAH20251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-.2.1U/2O2镶模拟废水52丄1H值.p对处理效果影响‘5-3051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15W、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0.74m/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0I12■.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!—I11111190456789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2EfllFiovabUV/HOig.5.2ectofonnckeremy22脚-05.5mL/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15W紫外灯下照射30min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-?-HA80.一_。GOD',■adj ̄■'-加?冢■■S巳??么A??盏40A-一邱20■Q<111111123456789初始pH值图5.3反应pH值对化理效果影响F3Ereamenig.5.fectofHontttefectsp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-^2H05-222()--+—HO+-22OHHO2H2O(53)'-?一?牛-HO+H0H0H〇5422()5.2丄2H2O2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15W、初始脚值为3.0、反应时间0A7H处理酒石酸-1h、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10mL/L时,剩余镶浓度为3.6mg/L,镇去除率92.8%。
第%页华东理工大学工程硕±学位论文6000111°口卵-80-^40A\/-60E£\/島30-Y兩2。-::繼:八ssirI黎.2。、。1ItIiIIQ0246810过氧化氮投加景mUL()图5.4H2O2投加量对UV/H2O2法处理酒石腹镶络合物效果影哨Fig.5.4EfectofHO2dosageonnickelremovalbUV/HO22y2’-温度25图5.5为酒石酸.0C1W镇体系废水在反应pH值3,反应,5功率紫外灯照射30min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-IIIIIIIt012345678H0加入量mL/L()22图5.5Hz化加入里对处理效期彭巧Fi55EffectofHOdoontreatmenteffectsg..22sage55Da,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+-+H055H2022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/LW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120mn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.-5010040-卵—;。一I镜质量浓度gq3n〇.\-60巧y—。_镶去隐率卸後]\盤|2〇-\-40/I喝/\.^—?■-蛾10/-20---1IIIIIQ020406080100120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Fi5EfmilUVHOg..6ectofreactiontieonnckel防movaby/22-温图5.7为酒石酸H值3.030%双氧水加入置2m£/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^gi18。-方60-£//4。-—HAf//一-20-/CODadj/\\\\\\020406080100120反应时间(min)图5.7反应时间对处理效果巧巧巧昏5.7Effectofreactiontimeontreatmenteffects512图.7中可得0min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05mg/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50mg/L的酒石酸镶体系废水,在反应pH值3.0、30%&〇2加入量2mL/L,经15W功率的紫外灯照射120min后,将废水pH值调至10后进行化学沉捷,水中辕可从50mg/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。)100P一rfi口a□□□□;\-A—硫酸薇-。一酒石酸線10.\\\\酒巧酸媒经^圓。处理后I22M1^.\\^\0-.1\\A公A1—>111—0'.0389101112pH值图5乂酒石酸存在对镇达标攝放的影响Fihein幻uttiidillg.5.8Tenceofararcaconnckeremova55.2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W40-22/宫-圓〇。/22〇/^——=ntr7^个20406080100120反应时间(min)图5.9UV、&化、UV/H2O2法S种工艺的比较Fi59ComsfODinig..parionofremovaleficiencyoCaddferentsstemsjy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2mL/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jTable5.2Rateofdegradationindifferentsystems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)202.03U0.98700.02化0.S6600.042704.990CODad0.03470.70060.03020.9122//jVH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-.2.2UV/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15W紫外灯照射、反应pH值3.0、&〇2投加量1.4mUL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.10553.0、;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-*I60-II ̄■■-粗■ ̄■孩40-E喊l起雖20-11110306090120反应时间(min)a反应时间影响()100,80-E60-??■^—■I括I後40-咖喝雖20-IIII>0246810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.5.10Ef说tofdife巧ntconditionson打ickelremovalg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。5.2mL//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,—COD600\^梓樣酸g\TCOD'i-gd400K\j,I八0306090120反应时间帅n)图5.11UV/H2O2法处理巧樣酸辕过程中有机物含量变化Fi.511Chrrncnrwawag.angesofoganicmatecoetationinsteter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90min巧从最初的362mg/L降至13.7mg/L,120min时色谱峰中己无梓樣酸特征峰的存也也〇2浓度也在120min内从704mg/L降至25mg/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17m5mL。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40.3min大于巧樣酸半衰期14.9min,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5.3UV/H202法处理巧樣酸攘过捏中各物质降解速率T.kliable53民ateofderadation化nicectraterUV/HOwastewateby22g降解速率系数Ai2,mr分析指标tin(in)值,'(min)COD0.024028.90.9992H2O20.028824.10.9965046514巧樣酸.0.90.9980COD0017240.d..309955aj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.03min,.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.91min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55-0K_^ItII0246810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:i1辑5.15.25.35.45.55.6;I运I45mmA-6I90m客in3—…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.5.12Chromatorafnickelcitratewastewaterbeforendaftertreatment复gmoa图5.12(b)为15W紫外灯照射、废水pH值3.0、H2O2投加量2mL/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4.120min附近处会产生强烈的吸收峰;7.17min处梓樣酸特征峰峰高随反应进行不断减少;同时,532min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-.2.3UV/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5mL/L、反应时间1h的条件时,反应pH值对UV/H2O2法处理EDTA-5镶效果的影响.13b5W3.0、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-QIIIIIiI345678反应H值pa反应H值影响()p100.80?E60-I■-■■聪■谤40-响i喝雖20-IIIIII020406080100120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F51Efreig..3ectofdifentcond出onsonnickel巧moval51、.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2mL/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80016〇〇\—COD;\^化一。D训200-IIf?0306090120反应时间in(m)图5.14UV/H2O2法处理EDTA银过程中有化物含皇变化Fi.5.14Chanesfoiimaterctationinastewaterggoi:gaiconcenrw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,EDTA贡献的CODad含量在60min内从最巧的326mg/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120mm/Lin内从650g降至14mg/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0.5g/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2mUL,15W紫外灯光照120min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0.5mg/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Table6.1Instrumentsusedhtheexerimentp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Table6.2Charactedsticsofresinusedinexperiments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(%)65m0-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Table6.3Comos出onofartificialwastewaterp实验配水组成成分备注224’mg/LN设046H20含镇50mg^静态吸附实验用水274mLNHCIi=/4nNH3nN6g():()2?24m/LN设O4加2〇g动态吸附实验用水197m/LCuS〇5H〇50mg/Lgr2含攘、铜各442mLNHIg/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(.5B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W35BV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2501111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48八化40mL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 ̄(20mm300)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3K温,实验于29度下W120+10rpm转速下对含不同树脂质量的100mL含镶50mg/L的媒氨废水进行吸4h,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A1GQ50:■/-镶质量浓度\/_II—也—^10去陈率—r乂-6。r/V|-2。I:f0.1d-0'IIIIIII0246810lOOmL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.6.1Effectofreindoeonnickeladsoriongssagpt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2,95m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g100mL废水9.5g树脂时,此时平衡时剩余镇浓度可达到0.21mg/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50mg/L的镶氨、含镶50、200mg/L的硫酸镇废水分别进行吸附化理,在293K条件下使用2.5g树脂处理250mL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?t50ppm硫酸镇K?200m硫酸银pp^^1^000〇0-.61。。.4\h0-么.2111IIII11012345678时间(h)图6.2吸附时间对吸附效果的影响F..reaiimnckelrnig62Effectofctonteoniadsoptio
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,2h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、200m/Lg,,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A5戶、"?-ba受4f戸3醇I ̄ ̄250m震pp媒氨I跟?50m硫酸镶pp1I〇200m硫酸镶IppIIIIIIIIII012345678时间(h)图6.3吸附时间对镇吸附量的影巧F3Eecirncaig.氏ftof怕actontimeonadsoptiopacity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-50350mL200mL水。型蕃合树脂对g/镶氨、50mg/L硫酸镶W及g/硫酸镇溶液平衡时的吸附量分别为4.16mg/g、4.42mg/g、5.14mg/g。6.2丄3pH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24h,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\---1i-雖5镇质量浓度0.5遇lI\^-。一傑吸附量|110I11**11〇3456789初始pH值图6.4巧始pH值对镶氨废水吸附效果彭咱F4EHklii.6.ffectofonicertgnadsoonpp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100mL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50mg/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003024681012100mL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Fi5Eecfmeraureonnckeadoriong.6.fto化ptilspt
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Table6.4Formsofkineticequations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glA)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gi75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9Me如结果如表6.5所不。表6.5吸附动为学沿合结果Table6.5巧ttinresultsofadsortionkineticsgp平衡吸动力学参数?始链:浓?R2废水动力学方程mmk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=-4034256200媒氨g4.O34x0e..0.99)—22'12-50=443901.硫酸镶g.390x6.2.班099954)—2樹,=-硫酸镶200g5.118xye)5.1182.4280.9995t1t—=HYqk巧q,(二)拟二级动力学g50=470.05+0.2320/39840997攘氨4.100..9=硫酸镶50r/g0.0591+0.2165/4.6190.7930.9994200=0411?硫酸镇0.18+0.885.3160.8470.99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()"'=-qkC(63.l)=i-logoolgA+lgC64e()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?,—-——-+C667e()9^99emaxmax
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Table6.6Fitinofisothermaladsortioneuationforwastewatergpq2吸附形式等温吸附方程R值1211.=Freundo5093o9lichlg0.0833+0.lg。0.9巧n=13.96-917W.4mg/g=LangmuirC0.9108+0.1090C〇觀九,=611L0.97/mg2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5mg/L的镶铜氨络合废水,W流速4BV/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70BV出水体积附近,出水镶质量浓度己较高,超过10mg/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1stIII。^2nd/奮15-。3rd/▽4gth〇/n巧hL-I10I|喃/雖5-/ ̄'■■—I—-由tWJ々uj;,U@0%I0I10203040506070出水体积(BV)图HZ ̄503型树脂吸附出水结果(锥)u-Fig.6.6艮esltsofadsorptionbHZ503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(<0.05mg/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6.7H型树脂吸附出水结果(铜)*-Tlesuliiab6.7RetsofadsortonbyHZ503iesncoerp(pp)铜质量浓度(mg/L)出水体积(BV)实验次数5BV35BV60BV70BV1st<0.05<0.05<0.05<0.052nd005<05<0<005<..0.05.3rd<0.05<0.05<0.05<0.054th<0.05<0.05<0.05<0.055化<0.05<0.05<0.05<0.05HZ-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150.1125-。?;1。圓圓圓i關I进水出水20BV时出水50BV时6*图.7HZ503型整合树脂吸附进出水总忽巧7nre打efo巧andftedonbHZ-503ng.6.Totalitogbarasorptiy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112mg/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%HC13洗脱液用量在0.5BV时,洗脱出水中镇浓度最髙可达4.20X10mg/L,浓缩倍数可在一撕倍。2BV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 ̄5000:11II-100II-hH:hI。.-/^=:=謂rI07\/——100▼4thOf20\j0123401234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esindesorptionexperimentconcentrationFi.6.9Resindesortionexerimentiemovaof(gpp(fiklonickelnce))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 ̄4X151BV时.00/L况,,0m,,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,3BV时脱附基本完成,铜脱附率接近100%。—一?4000-I■1st100瞧012345012345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)Fimenii6idiitremovalofi610ResinderionexerconcentratF..11民esnesortonexermeng..soptpton(gpp(ofcoercopperpp))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4一二.16m/,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01m铜g,铜
第58页华东埋工大学工程硕±学位论文小于0.3mg/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Table7.1Instrumentsusedin化eexerimentp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Table7.2CharacteristicsofRsinusedinexperiments-RX-2树脂型号1RX31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507055-65(%)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^^^4BV化的流速自上而下通过装有20mL(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1BV/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,,X21.27mg/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-Table7.3TreatmentofEDTAiasteterbyRX21resin流过废水体积数巧V)510204045506070<0<<01出水总镶浓度(m/L.05<0.050.05.050J70J20.962.7g)〇镜去除率(/〇)10010010010099.599.498.396.14-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-N5BV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.22mg/,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-ile7.4TreatmentofEDTANiwastewaterbyRX31Ksn流过旗水体积数(BV)510204045506070出水总银浓度(m/L<0.05<0.05<0.05<0.050.220.481.215.巧g)镶去除率10010010010099.699.】91.189.4(%)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,50mLEDTA-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,RX21RX-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EDTANi5-21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,3.71X10m/U继、脱附率迅速提升,在1BV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%400011A-AiAA10000./如K-80_長//\镶浓度e。曼-60_。一?2000-I\脱附率藝蠢-40^//\-2。\\1*==—*i16〇01234脱附剂用量巧V)-71EDTANi(RX-21图.盐酸动态肤附废水树脂)F-waw-71RntfEDTANtterRX21:ig,.esidesorpionoisearesi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g4BV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A100户—--3000-Y.80^一J-6。-。-二fS筆|/八囊-40裝//\巧1000-//V-2。V\d1一i001234脱附剂用量巧V)-7-图.2盐酸动态脱附EDTANi废水(RX31树脂)-F72Renwwa-deriEDTANig..sisoptonofiasteterexperimentRX31resin()--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05mg/L。(2)W5%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Tiable8.1Instrumentsusedintheexermentp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400mL水样置于1L烧杯中,依次加入佩2册〇4W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400mL水样置于1L烧轿中,依次加入Na2HP〇4W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0.51m/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gI492-一^MOg1'11901101141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.8.1EfectofnMg:nNH3onnickel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30mg/,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。…01001--?NH-Ng■-郎—A-去除率如;TO郎--60谢40-X>-40尝20--20210I111<01.14...012.16182+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-F8E抵幻M电.ofn:nNH3加NHNremoval(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;11,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2h时,总镶浓度降至化1mg/L,继续反应达到3h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Table8.2Effectofreactiontimeonnickelremoval反应时间(h)总镶浓度m/L)去除率(%)(g100.46997..2.00.1099.83<100.00.058.3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,((1m/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/Log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2mL/L,15W紫外灯光照120min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0.5mg/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1.33mL/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06mg/L,去除率99.1%《./L,满足电渡污染物排放标准》中05mg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4BV/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BVW-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4BV/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2h,沉淀过滤后水中镶浓度可降低至0.1mg/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WEDTANi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,2005.22.13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,2011.38.4FuF,Wan.Removalofheavmetalionsfromwastewaters:Areview?Journalof[]gQy口]anam1-EnvironmentalMent201923:407418ge.,,()口]OnundiYB,MamunAA,KJiatibMF,efAdsorptio打ofcopper,nickelandleadionsfromsyntheticSemico打加ctorindustrialwastewaterbypalmshellactivatedcarbon町Ii-nternatonalJournalofEnvironmentalScie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.()19HuanXLiTTanKetaLStudonrecclinofnickelinnickelwastewaterb[]g,,g,yygyaonemcanneer2008-chemicalreciittiChilE:17.gi,,lO10pp[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QinZ,CaiyanS,Xiaoyi义《'如?Study0打thetreatmentofcopperandnickelwastewater
第70页华东埋工大学工程硕dr学位论文withheavymetalchelating巧entWY5.IndustrialWaterTreatment200626:,…,,…31-33.[23李清峰.重金属捕集剂处理电辕重金属废水的试验研巧及其工程应用D.浙江:浙][]20124-江大学:6.,24王刚,常青.高分子重金属絮凝剂PEX捕集N产及除浊性能研巧m.环境科学学报,[]20072757-7的:拍.,()口引FuFkWangQ.Removalofheavymetalionsfiromwastewaters:areview[J].JournalofEnv-ironmentalManaement20119240:7418.g,,。)口巧DonrtaK,HalinaH,ZbigniewH.So巧tionofheavymetalionsfromaqueoussol山ionsintheresenceofEDTAonmonodiserseanionexchaners.Desanaion200ppg口]lit,8,-228-13:150166.()[27王文也黄少斌.亚胺基二乙酸树脂对金属镶的静态吸附及连续逆流U形解吸系统]200928204-化化工进展11:02046.,,()2,孙向化江辉.粉煤灰吸附含镇废水的硏究阴.环境保护科学2005314:[巧胡吴,,()-13.29-李増新王国明王形等.沸石壳聚糖吸附剂吸附废水中的N产J.化工环化[],,[]200929-1:59.,()口0王保成,吴雪峰,柳伟,等.膨涧主吸附剂处理含镇阳废水的研巧当代化工,])[丹-20.10395:516518,()[3U齐延山,陈晶晶,髙灿柱.活性炭吸附处理化学链線废液的研巧机.电锻与精饰,20-11巧63943.:,()口巧anXWangJNChe打gC.PrearationofnewSongyadsorbentfbrremovalofYg,,pp-and-aernemcaEDTACunEDTANi^Ofromwt:(.ChiseCheilLeters2013245)口],,()383-385.[3;3]DanisU,AydinerC.Investigationofproc巧sperformancea打dfoulingmechanismsin*-ce-mlarenancedultafitratonoficontamnatedtJ.Jlazausilhrlinckdiwaeisournaofhrdo[]ma1-terials2009622:577587.,,()Sam知E民odriuezM艮ubiaMAe/口/?Removalofmetalio打satlowconcentration口叫,p,g,m-bicellarenhancedultrafiltratio打MEUFusi打sodiumdodeclsulfateSOSandy()gy()linearalk化6112巧116sulfonateLASJ.SearationandPurificaticmTechnolo2009y(,)[]pgy,-653:337342.()^2+口引MohsenNM,MontazeriP,Modarre巧H?民emovalofCuandN;fromwastewaterwithachelatingagentandreverseosmosisproce泌es口].Desalination,2007,217(1):276-281.[3巧RaizeO,Argaman义YannaiS.Mechanismsofbiosorptionof出ferentheavymetalsbyrown-bmari打emacroalgaeJ.Biotechnologyandbioenineerin,2004874:451458.[]gg,()37AkbalFCamci义Coerchromiumandnickelremovalfrommetallatinwastewater,[],pppgtD20-belectrocoaulaionJ.esalination112691:214222.yg,,[]()[38]刘耀兴,雷玉新,廖再毅,等.两步漏凝法去除电鞭废水中的铜和镶机.H峡大学
华东埋工大学工程硕±学位论文第71页20-学报(自然科学版)14362:3840.,,()M"39Bautis化PohedanoAFCasasJAe/a/.A打overviewof化ealicatio打ofFenton[],,,ppoxidationtoindustrialwastewaterstreatmentJlChil.JournaofemcaTechnoloand[]gy-化dino.Biolo2008,10:13231338gy,83(),40LunarL,SiciliaD,民ubioS,ef幻/?Deiradationofho1:orahicdeveloersbFentons[]gpgppyreaent:conditio打otimizationa打dkineticsformetoloxidatio打J.Water民esearchgp[,]2000346-:17911802.,()41姜鸣.电锻废水中有机污染物处理法标排放研究D.南京:南京理工大学2009:,[][]10-11.42LouJCHua打YJ.A巧essmtheerformanceofwas忙watertreatmentwiththe,ggp[]combinationofFentonandferri化rocessJ.EnvironmentalMonitorina打dA巧essmentp,[]g--2009.15114:251258,()-43钱湛.Fenton溜凝联合工艺处理络合铜镶废水的研究J.环[],铁柏清,孙健,等氧化[]200675119-123境污染治理技术与设备.,,(:)44FuFLWTB-anan.Fento打andFe打toni化ereactio打followedbhdroxide[],gQ,gyy-precipitationin也eremovalofNiIIfromNiEDTAwas化water:AcomparativesUxdy.()机Ch-emicalEnineerinJournal20091553769774.:gg,,()45HeXZhanmzAAe/幻/.Deradatio打mechanismofcanobac化rialtoxin,gQC,gy[]cylindrospermopsinbyhydroxylradicalsinhomogeneousUV/H2O2process[J].-Enviironmentalscence&technolo201448:44954504.gy,,巧)46CH-aterS民StefanMIBoltonJ民幻/.UV/HO打eatme打tofmethertbutlel:herin[],,,22yyi-contamnatedwatersJili&hnolo,Envronmentascencetec2000344:659662.gy,,[]()[47]徐新华,赵伟荣.水与废水的臭氧处理[M].北京:化学工业出版社,2007.260.48高乃云,张晏晏,马艳.去隙水中橫胺甲嗯嗤的动力学及影响因素分析[可中国环[]20-13331119581964.境科学:,,()[49]Thiruvenkatachari民,Vigneswara打S,Moo打IS,AreviewonUV/Ti〇2pho1:ocatalytic-oxidatio打rocessJ.KoreanJournalofGhemicalEni打eeri打2008251.:6472,,p|gg()[50THDtA別-MaddenaeKFultonMa/OxidationtlEDTAlTi〇.ofmeacomexesb[],y,,py2-hotocatalsisJ.Environmentalscience&technolo19973112.:34753481py]gy,,()[LBMB-homas民APawlorKail£/幻/.iodradationofmetalEDTAcomlexesb口。T,,巧,巧pyanenriilltiAlienvi化1miil1998ichedmcrobaouaon.edandronmencroboopp^]ppgy,,-644.:13191322()-F--tEDTACuNi?enon法处理龄,林亲觀邱川展,等微波废水的工况与效能]潘汉平J2014872906-2912.环境工程学报:.[],,()53郭永福.J.工业水处理2014,张红,黄文呈含铭賴电锻废水的分类处理工程实践[],,[]33-18589.():54周敏肉小波,柴立元,等.N产书〇系哲合配离子的配位平衡J.有色金属,2009,,2[][]468-7161.:()55-周敏.D.长沙;20082021废水中去除镶和氨的工芝及基础研巧..[]中南大学,[]
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CunhaaSC,FerreirabIM,FernandesJ,W如Determinationoflactic,acetic,succinicandctrcacsnovesHPLCAJJoulLt&iiiditablelibyJV.rnaofiuidChromaorah[]qgpyRe-latedTechnoloies2001247:10291038.g,,()5JroaDnoaSeadaonofPb-comH巧]irajUbaFHggA.DertiEDTAlexba2O2/UV,,gpyrss-oce.WaterRearch2006401:112.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-67lfano0M,Brandi民JCassanoAE.Deradatio打ki打eticsof24Dinwateremloin[],g,pyghydroge打peroxideandUVradiatio打阴.ChemicalE打gineerinJournal,2001,82(1):g209-218.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EldeinAM,LibraJA,WiesmannU.MechanismandkineticmodelforthedecolorizationoftheazodyeReactiveBlack5byhdroeneroxideandUVygprad20039-10iatio打.Chemoshere526:10677.…p,,()〇StefanMIHoARBoltonJR.Ki打eticsandmechanismofthederadationand|7],y,gminerazaonofaceoneiniluaueoussolutio打sensitizedbthotosisoflititdteqyheUVply-巧90hdroeneroxide巧?EnvironmentalScience及Technolo1996307:巧82.yg,,()pgy71ElmollaESChaudhuriM.Photocatalticderadationofamoxicillinamicillinand],yg,p[cloxaciUinantibioticsinaqueoussolutionusingUV/Ti〇2andUV/H2〇2/Ti〇2-ss-hotocata.anaion12:452.liJDeslit200^^36py[],,)[7巧Maze^erLeroyE,DeLJ,efa/.DegradationofcarbendazimbyUV/H2O2ttChtt2003l:invesigatedbykineicmodellingJ.Envirornnentalemistreers[]yL,,y)
华东理工大学工程硕±学位论文第73页68-72.NeamtuMSiminiceanuIYe出1巧A"At/.Kineticsofdecolorizationandmineralization,,,17引ofreactive犯〇dy的i打aqueoussolutionbtheUV/H2O2oxidationJ.Desandy[]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,,,22201458-巧1:63.,()"ateranMIton-7SRStefBolJRef幻/.UV/H2O2tieatmentofmethltertbutletherin[刮C,,jyyco-ntaminatedwaters内.Environmentalscience&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,,20088116-17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,,,()'
您可能关注的文档
- 百口泉区块稠油污水处理技术研究
- 鞍山炼油厂污水处理技术研究
- 高浓度偶氮染料废水处理技术的研究
- 基于埕岛油田注入海水处理技术研究
- 探析化肥厂循环冷却水处理技术及工艺控制的优化
- 硫酸盐还原菌在酸性矿山废水处理技术中的应用研究
- 锅炉水处理技术培训课件资料2012年度
- cy含油污水生化处理站的污水处理技术选择研究
- 含氟中间体的降解及其生产废水处理技术的研究
- 焦磷酸盐镀铜废水处理技术研究
- 煤化工废水处理技术瓶颈分析及优化与调试
- 电絮凝—负载型纳米铁联用水处理技术研究
- 电解锌过程产生的含铊废水处理技术研究
- 高寒地区农村污水处理技术
- 中水回用于热电厂的水处理技术研究
- 反渗透浓缩水处理技术研究
- 富含氨氮、磷发酵制药有机废水处理技术研究
- 双膜工艺在梅州印制电路板废水处理技术中的应用研究