钢材酸洗废液制备聚合氯化铁及应用基础研究

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________全日制专业学位硕士论文钢材酸洗废液制备聚合氯化铁及应用基础研究学位申请人：黄林长学科领域：建筑与土木工程校内导师：鲁秀国教授答辩日期：2018年5月28日独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中

2、特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名日期关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定，本论文无保密内容。学生本人签名日期校内导师签名日期摘要

3、钢材酸洗废液制备聚合氯化铁及应用基础研究摘要在钢材加工的过程中，通常需要加酸处理表面的氧化膜，从而会产生大量的酸洗废液，钢材酸洗废液具有酸性强、含有大量的重金属离子等特点，是一种难处理的工业废水,未经处理不可以直接外排。传统上采用中和沉淀法处理该废液，会产生大量带有重金属的污泥，这部分污泥脱水困难，甚至会对地下水造成二次污染等问题。本研究分析了酸洗废液的组成成分，探索出了一种盐酸酸洗废液资源化处理的方法：钢材酸洗废液制备聚合氯化铁（PFC），并将其用于水处理。本研究利用盐酸酸洗废液通过直接氧化法制备无机高分子絮凝剂聚合

4、氯化铁，通过单因素变量法确定最佳反应条件，探讨了氧化剂的量、氧化时间、反应温度、盐酸用量2+对Fe转化率的影响，稳定剂的量、熟化时间、盐酸用量、反应温度对盐基度的影响，优化反应条件，得出以下结论：2+2+（1）当NaClO3与Fe摩尔比为0.1776时，氧化反应时间为48min、Fe的转化率最高，达到了98.7%；每100mL的酸洗废液，酸的补充量为6mL，反应温度为常温最为合适；稳定剂的投入可以使PFC在水解聚合的过程中不产生沉淀，同时还可以保证一定的盐基度。因此，熟化时间12h和KH2PO4为0.1g最为合适。（2

5、）最佳反应条件下：当每100mL的酸洗废液，在NaClO3投加量为4.3g、反应时间（40~50）min，盐酸补加量8mL、熟化时间12h和KH2PO4为0.1g时，效果最佳，得到总铁含量约为15.4%、盐基度为（9~12）%的PFC。将实验室自制的PFC和市场上销售的PFC用于赣江水处理的絮凝实验，通过考察絮凝剂对赣江水浊度的去除效果来比较两者的絮凝性能，优化反应条件，得到以下结论：（1）絮凝对比实验表明：在反应条件相同的情况下，自制PFC对浊度的去除不如市场销售的PFC；絮凝剂投加量相同的情况下，自制PFC要比市场

6、PFC对赣江水浊度的去除率低（5~15）%，但自制PFC对原水pH适应范围更广。（2）实验结果表明：当自制PFC在投加量为200mg/L，转速150r/min，pH值（8~9），常温下进行絮凝反应，搅拌时间8min，沉降时间20min，反应后剩余浊度为4.48NTU，去除率达到了86.3%，浊度去除效果最佳。考虑到PFC自身的稳定性，将壳聚糖（CTS）和PFC按一定的质量比混合得到CTS-PFC，达到改性的目的。将改性前后的PFC用于处理城市生活污水，重点考察絮凝剂对生活污水的脱色率和CODCr去除率来判断改性前后的P

7、FC絮凝性能，优化反应条件，得到了以下结论：（1）通过将CTS嵌入的方式改性PFC，该方式不仅可以提高阳离子絮凝剂的絮凝I摘要性能，也可以克服PFC的不稳定性；将CTS-PFC和PFC处理城市生活污水，在絮凝剂反应相同的情况下，CTS-PFC对城市生活污水脱色率和CODCr去除率要好于PFC，CTS-PFC在处理生活污水受pH的影响更小，同时CTS-PFC沉降速度更快。（2）实验表明：m（CTS）：m（PFC）=1:2，熟化时间为6h，投机量为1.0g/L，pH为（6~7）时，转速150r/min，沉降时间15min，

8、絮凝效果最好，脱色率为93.7%，CODCr去除率50.7%。根据本工艺的设计方案对酸洗废液进行资源化处理。本工程每天处理酸洗废液的量为2t，总投资为30.08万元。一年按照300天计算，每年的运行反应为17.1万元，每年可以获得委托处理费0.9万元，产品收入每年为29.8万元，设备折旧费每年1.29万元。因此每年的利润可达12.