污水中重金属的预脱除实验研究

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:Ericchn
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水处理过程产生了大量的污泥,水中含有的重金属会进入污泥中,常常会造成污泥中重金属超标,使污泥成为危险废物,增大了污泥处理处置与资源化利用的难度。
  本文以降低污泥中重金属含量为目的,从污泥产生的源头——废水中对重金属预先脱除,避免大部分的重金属进入污泥体系,降低污泥中重金属隐患,在污水中对重金属进行硫化沉淀预脱除,考查了静态硫化沉淀、硫化沉淀浮选以及离子浮选对重金属的脱除效果,并以城市污泥为原料制备了一种污泥基吸附剂,应用到污水中重金属预脱除的实验中。论文的主要结论如下:
  (1)在未添加污泥基吸附剂的条件下,对静态硫化沉淀和硫化沉淀浮选实验进行了比较实验,静态硫化沉淀实验去除效率高,但因其沉淀不易分离,不适用于污水处理厂;硫化沉淀浮选操作简单,能有效将重金属硫化物与废水分离,但重金属的去除效率不高,对Cr3+去除率仅为3.27%。实验表明,静态硫化沉淀法不适用于污水处理厂,而硫化沉淀浮选实验工艺简单,但存在去除效果不理想的缺点。考查了离子浮选对重金属的脱除效果,对常用的几种捕收剂进行了比较,实验表明,效果最好的捕收剂为丁铵黑药,当用量为3.5mg/L,浮选时间240s,搅拌强度110r/min时,对Cu2+、Zn2+、Pb2+的去除率分别为17.89%、16.24%和18.92%,对Cr3+的去除率为3.09%。
  (2)以污泥为原料制备污泥基吸附剂,为改善传统污泥制备吸附剂孔隙较少,吸附效果较差,本实验添加板栗壳作为增碳剂,采用化学活化法,经过对比采用ZnCl2为活化剂,通过单因素实验确定水平和因素,最后通过正交实验确定最佳反应条件,确定各因素的影响大小顺序为:活化温度>板栗壳添加比>活化剂浓度>活化时间>固液比,固液比的影响最小,且污泥与板栗壳制备污泥基吸附剂最优制备条件为活化时间60min,活化温度650℃,氯化锌浓度3mol/L,固液比1∶3,板栗壳添加量20%,在此条件下制备出污泥基吸附剂,并进行表征与应用。
  (3)研究了硫化沉淀-吸附-浮选实验对污水中重金属预脱除的效果,即将制备的污泥基吸附剂作为载体加入浮选操作中。以一种COD、NH3-N、TP分别为465mg/L、55mg/L、4.8mg/L,主要重金属离子为Zn2+、Cu2+、Pb2+、Cr3+,浓度分别为0.513mg/L、0.121mg/L、0.072mg/L、0.112mg/L的城市污水水样为对象,在不同的工艺参数下进行了重金属脱除实验,结果表明,污泥基吸附剂用量为10mg/L,硫化钙5mg/L,搅拌2min后,加入733氧化石蜡皂3mg/L和丁铵黑药1mg/L,搅拌1min后再进行浮选,浮选时间2min,重金属脱除后的出水中,COD、NH3-N、TP分别为450mg/L、47mg/L、4.2mg/L,主要重金属离子Zn2+、Cu2+、Pb2+、Cr3+,浓度分别为0.16mg/L、0.04mg/L、0.02mg/L、0.05mg/L,Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cr3+的去除率分别为66.7%、68.6%、71.4%和50.3%,较好地实现了从污水中预先脱出重金属的目的。以一种铅锌冶炼废水为研究对象,对废水中几种主要的重金属离子Zn2+、Cu2+、Pb2+、Cr3+的脱除效果进行研究,实验结果表明,冶炼废水中Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cr3+的去除率分别为80.23%、79.26%、89.08%、41.06%,通过浮选实验刮出的泡沫产品中重金属含量较高,是一种优质的金属矿产资源,可对泡沫产品进行回收,有效将冶炼废水中重金属资源化、无害化,在一定程度上可降低冶炼废水产生的污泥中重金属含量,降低其危害性。
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