工业氧化锌冶炼废水之混凝

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1、工业氧化锌冶炼废水之混凝第一章绪论1.1研究的目的和意义近年来，随着生活水平的不断提高，人类对水资源的需求持续增加。自然界的水资源非常紧缺，人类的生产生活却不断向自然界排放污染物，使水资源遭受污染，严重影响了人类的可持续发展。我国是一个水资源缺乏的国家，人均水资源拥有量仅为2300m3，不到世界人均占有量的1/4，在世界上处于落后。利用水污染控制技术，控制污染物的排放，修复污染水体，对缓解世界尤其是我国的水资源危机具有至关重要。炼锌工业是我国冶金工业的重要组成部分，由于其工业特点，锌在生产过程中，不但需要大量的淡水，而且会产生大量的废水，此类废水是冶炼废水的重要。重金属是

2、炼锌废水的主要污染物，在工业氧化锌炼锌废水中氨氮、COD也往往超出国家排放标准。目前炼锌废水的处理工艺操作流程复杂，费用较高，容易产生二次污染，废水回用受限制。如何开发出一种低耗高效的处理工艺来处理炼锌废水，是目前很多炼锌企业面临的首要问题。本课题的目的是综合国内外重金属废水的处理方法，参考炼锌废水目前的处理工艺，结合西安某公司第二炼锌厂生产废水的实际情况，探索低成本，高效率的工艺处理炼锌废水。通过对该工艺运行参数进行研究，分析该工艺对废水中重金属、COD等的去除效果，得出该工艺的最佳运行参数，使废水经过处理可以达到排放标准。该工艺的研究不但对于减轻环境压力、缓解水资源紧

3、张具有十分重要的意义，而且可以对今后的炼锌工业废水和类似的重金属废水的处理提供技术参考和依据。1.2重金属废水处理方法电解法指处理废水重金属离子时，运用电解原理，在电解过程中，重金属离子在阴阳两极通过发生氧化还原反应而得到富集，从而得到处理。电解法主要包括以下几个过程：电解氧化还原，电解浮选，电聚凝处理，电极表面处理；这种方法综合了氧化还原反应，分解和沉淀。电解的过程中受到pH，电流密度，槽电压，搅拌作用，电极材料等因素的影响。电解法的优势是节省占地面积，工艺比较成熟，劣势是耗电量相对较大，对废水的处理量有限。重金属废水的电解处理方法在我国历史悠久，已经有二十年以上。电解

4、法比较成熟，可以处理大约30多种废水中的重金属。它不仅能使Cu、Ag、Cd等重金属得到回收，还能减少处理过程中生成的污泥，广泛用于废水的处理。但是，电解法的缺点也很明显，首先它的成本较高，要提高电解的经济效益，需要将废液先浓缩再进行电解处理（FrederickWP1990）。这些年来，电解法发展速度迅猛，科研工也深入研究了铁屑内电解的方法，动态废水处理装置就是通过利用铁屑内电解的工作原理研发而成的。第二章工艺选择及理论基础2.1处理工艺根据工业氧化锌炼锌废水的水质特点和企业处理该废水的投资省、占地少、处理费用低，操作管理方便，无二次污染等要求，选择用混凝沉淀法联合SBR反

5、应器的处理工艺来处理该废水。本研究将通过单因素实验，确定组合工艺的最佳运行参数。在最佳运行参数条件下，期望通过混凝沉淀工艺有效处理废水中的重金属离子，适当降低COD值；通过SBR反应器有效降低氨氮含量，并大幅度降低COD值，最终使废水达到排放标准。在冶炼废水的混凝法处理中，常用阴离子聚丙烯酰胺和聚合氯化铝作为絮凝剂，本实验中絮凝剂由二者复配组成，期望比单一絮凝剂的混凝效果更好。如图2-1所示，废水首先通过板框压滤机滤去其中的颗粒沉淀，上清液进入调节池，用氢氧化钠和盐酸调节pH，投加絮凝剂进行絮凝沉降，上清液进入调节池，用氢氧化钠和盐酸调节pH，然后进入SBR反应器，反应后

6、出水检测。2.2混凝技术2.2.1混凝的化学基础在水体中，悬浮胶体颗粒处在化学平衡状态，这些化学平衡是胶体颗粒在水中存在状态的决定性因素。这些化学平衡普遍涉及表面络合模式、溶度积、酸碱平衡和离子交换平衡等因素。对金属盐混凝剂而言，上述这些颗粒杂质的化学平衡状态往往由金属离子和金属离子的水解产物决定，而水溶液的性质和水解产物固有的化学结构决定水解产物的胶体颗粒存在状态（常青1998）。由Schulze-Handy规则可知，对于带负电荷胶体颗粒的脱稳，电解质的水解产物自身所携带的正电荷数起重要作用，正电荷越多，就更容易吸附胶体颗粒，胶体的脱稳也就越明显，它的临界混凝浓度也就越

7、小（张志军2009）。但是，研究证明，如果使用Al3+、Fe3+，水溶液中很少存在Al3+、Fe3+，通常是其水解产物起作用（Hahn1968）。通常，在水溶液中，粘土类杂质的平衡可以看作颗粒表面的电位在液相和固相中的平衡。混凝过程是混合、凝聚、絮凝三个过程的总称，它是过滤、沉淀、气浮等废水处理方法的基础，在废水处理工艺中占有非常重要的地位（PaulineDJohnson2008）。这个过程是很多水处理工艺中不可或缺的前期关键，该过程的效果往往决定了后续工艺的经济成本、运行状况以及最终的出水水质。因此，混凝过程从始自终都是废水