本文關(guān)鍵詞：強(qiáng)酸性高砷廢液凈化回用及沉砷機(jī)理研究

  更多相關(guān)文章： 高砷廢液 硫化氫 凈化回用 上向流過(guò)濾 沉砷機(jī)理

【摘要】：針對(duì)強(qiáng)酸性高含砷廢液,目前常用的處理方法會(huì)產(chǎn)生大量的低品位含砷廢渣,經(jīng)處理后的濾液無(wú)法利用只能外排,不但造成砷和酸的大量浪費(fèi),還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染隱患。為獲得較好的除砷效果,實(shí)現(xiàn)酸的回用及砷的回收,本研究選用硫化氫作為除砷藥劑,通過(guò)靜態(tài)實(shí)驗(yàn),考察了反應(yīng)壓力、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、硫酸濃度及初始砷濃度等因素對(duì)強(qiáng)酸性高含砷廢液中砷(V)的去除效果影響;同時(shí)采用石英砂為濾料進(jìn)行上向流過(guò)濾實(shí)驗(yàn),考察了石英砂上向流過(guò)濾對(duì)硫化氫除砷反應(yīng)后懸濁液的固液分離效果及濾池的運(yùn)行穩(wěn)定性;最后將實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析擬合,探討硫化氫沉砷機(jī)理。通過(guò)研究,獲得以下主要的結(jié)論和認(rèn)識(shí):(1)當(dāng)反應(yīng)壓力為0.22 Mpa、反應(yīng)溫度為45°С、反應(yīng)時(shí)間為30 min、溶液硫酸濃度在2~20%范圍內(nèi)時(shí),砷的去除效果均在98.1%以上,且溶液中初始砷含量越高,經(jīng)處理后溶液中剩余砷濃度越低,初始砷濃度為0.5 g/L時(shí),處理后砷的含量為9.1mg/L,當(dāng)廢液中初始砷濃度為10 g/L時(shí),處理后砷的含量為2.1 mg/L。(2)選用石英砂作為上向流過(guò)濾濾料,使用濾料粒徑為0.71~1.60 mm,濾層厚度大于等于120 cm,L/d大于1100時(shí),可獲得較高的濾速及較低的水頭損失,且當(dāng)濾速為12.1 m/h時(shí),處理及運(yùn)行效果最佳,出水水質(zhì)可達(dá)1 NTU以下,運(yùn)行周期達(dá)12h,能夠獲得較高的周期產(chǎn)水量。濾池截污作用主要集中在下部90 cm的濾層中,而上部30 cm范圍內(nèi)截污量少,主要起到保護(hù)出水水質(zhì)的作用。(3)強(qiáng)酸性溶液中砷主要以砷酸(H3As O4)形式存在,與硫化氫的反應(yīng)產(chǎn)物為As2S5。當(dāng)反應(yīng)溫度為25和50°С時(shí),溶液砷濃度對(duì)數(shù)與反應(yīng)時(shí)間存在線性關(guān)系,線性回歸分析相關(guān)系數(shù)R2分別為0.993和0.980,相關(guān)性較好;當(dāng)溫度為75°С時(shí),溶液中硫化氫溶解度降低,反應(yīng)速率受到S2-濃度的限制,線性回歸分析相關(guān)系數(shù)R2為0.722,線性相關(guān)性較差。在不考慮溫度對(duì)硫化氫溶解度的影響下,認(rèn)為該化學(xué)沉淀反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。(4)在初始砷濃度較高(大于等于0.5 g/L)的條件下,顆粒的生長(zhǎng)過(guò)程以團(tuán)聚為主,溶液中硫酸濃度越高越利于顆粒團(tuán)聚的發(fā)生,從而形成密實(shí)的大粒徑顆粒,溶液中Cd2+、Mn2+和Cu2+的存在有利于沉淀顆粒間的團(tuán)聚,但Cu2+濃度增大不利于顆粒間團(tuán)聚的發(fā)生,Zn2+的存在不利于顆粒間團(tuán)聚的發(fā)生。溶液中存在Cd2+、Mn2+、Cu2+和Zn2+時(shí),沉淀產(chǎn)物中未發(fā)現(xiàn)或含有極少量上述元素,即采用硫化氫作為藥劑除砷具有較好的選擇性,廢渣含砷品位高,有利于砷的回收。
【關(guān)鍵詞】：高砷廢液 硫化氫 凈化回用 上向流過(guò)濾 沉砷機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：東華理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X758
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 符號(hào)與說(shuō)明12-13
• 1 緒論13-27
• 1.1 選題來(lái)源與研究意義13
• 1.1.1 選題來(lái)源13
• 1.1.2 研究意義13
• 1.2 環(huán)境中砷的來(lái)源及危害13-16
• 1.2.1 環(huán)境中砷的來(lái)源及形態(tài)13-15
• 1.2.2 砷的毒理作用及危害15-16
• 1.3 強(qiáng)酸性含砷廢液的來(lái)源、特點(diǎn)和危害16
• 1.4 酸性含砷廢液處理方法綜述16-20
• 1.4.1 化學(xué)沉淀法16-18
• 1.4.2 物理吸附法18-19
• 1.4.3 生物法19
• 1.4.4 含砷廢渣處理現(xiàn)狀19-20
• 1.5 上向流過(guò)濾技術(shù)概述20-22
• 1.5.1 過(guò)濾機(jī)理21
• 1.5.2 過(guò)濾技術(shù)在水處理中的應(yīng)用21-22
• 1.6 反應(yīng)沉淀(結(jié)晶)概述22-24
• 1.6.1 成核過(guò)程22-23
• 1.6.2 晶體生長(zhǎng)機(jī)理23
• 1.6.3 團(tuán)聚過(guò)程23-24
• 1.6.4 破裂過(guò)程24
• 1.7 研究?jī)?nèi)容及基本思路24-25
• 1.7.1 研究?jī)?nèi)容24-25
• 1.7.2 技術(shù)路線25
• 1.8 論文創(chuàng)新點(diǎn)25-27
• 2 硫化氫凈化除砷效果研究27-37
• 2.1 概述27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分27-32
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料27-28
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器28
• 2.2.3 原子熒光法測(cè)定砷的濃度28-30
• 2.2.4 實(shí)驗(yàn)方案30-32
• 2.3 結(jié)果與討論32-35
• 2.3.1 反應(yīng)壓力對(duì)除砷效果的影響32-33
• 2.3.2 反應(yīng)溫度對(duì)除砷效果的影響33
• 2.3.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)除砷效果的影響33-34
• 2.3.4 硫酸濃度對(duì)除砷效果的影響34-35
• 2.3.5 廢液初始砷濃度對(duì)除砷效果的影響35
• 2.4 本章小結(jié)35-37
• 3 石英砂過(guò)濾工藝研究37-47
• 3.1 概述37
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分37-39
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料37
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與裝置37-38
• 3.2.3 石英砂濾料粒徑的選擇38
• 3.2.4 上向流濾池過(guò)濾實(shí)驗(yàn)方案38-39
• 3.3 結(jié)果與討論39-45
• 3.3.1 上向流過(guò)濾的影響因素39-41
• 3.3.2 上向流過(guò)濾實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析41-45
• 3.4 本章小結(jié)45-47
• 4 硫化氫凈化沉砷機(jī)理研究47-61
• 4.1 概述47
• 4.2 實(shí)驗(yàn)材料與儀器47
• 4.3 實(shí)驗(yàn)方案47-48
• 4.4 理論模型48-49
• 4.4.1 成核生長(zhǎng)表達(dá)式48-49
• 4.4.2 團(tuán)聚與破裂表達(dá)式49
• 4.5 結(jié)果與討論49-59
• 4.5.1 化學(xué)反應(yīng)原理及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析49-52
• 4.5.2 沉淀形成過(guò)程分析52-53
• 4.5.3 沉淀產(chǎn)物PSD變化53-59
• 4.6 本章小結(jié)59-61
• 5 結(jié)論與展望61-63
• 5.1 結(jié)論61-62
• 5.2 展望62-63
• 致謝63-65
• 參考文獻(xiàn)65-67

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：698622