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154409字博士毕业论文含氟铬废水和含铬废渣的综合治理与处置探讨

论文类型:博士毕业论文
论文字数:154409字
论点:废水,废水处理,絮凝
论文概述:

本文是在职博士研究生论文,利用加载絮凝工艺处理含氟工业废水,将沉淀的污泥进行部分回流作为絮凝载体,能够显著的提高除氟效果。

论文正文:

第一章许仑

氟是人体健康的基本元素。人体每天对氟化物的需求约为1.0 ~ 1.5毫克,适量摄入氟化物可促进牙齿和骨骼的正常生长发育,有利于钙和磷的吸收、牙齿硬组织的形成和骨钙的沉积,加速骨骼的形成,增强牙齿的抗龋齿能力。缺乏氟化物会导致龋齿和骨质疏松症7.1简介
工业园区主要生产彩色显像管等电子元件。生产过程中大量使用有毒有害的有机溶剂、清洗剂以及含有重金属和氟化物的原辅料。每个生产过程都会排放大量不同成分的废水。废水中的污染物成分复杂、有害,在生产过程中随着水质和水量的变化波动很大。工业园区原有的废水处理设计是根据废水中污染物的组成和性质对产生的废水进行分类和排放。废水分为三类:含氟废水、酸碱废水和含铬废水。废水处理站总设计流量为7500m3/d,各类废水原处理工艺采用常规处理工艺。含氟废水采用钙盐混凝沉淀-二次混凝沉淀工艺,酸碱废水和含氟废水一次钙盐混凝沉淀出水合并后进行混凝沉淀处理,含铬废水采用硫酸亚铁还原沉淀工艺。但在运行过程中,主要问题是含氟废水的除氟效果不理想,浓度高时会出现瞬时超标现象,石灰有效利用率低,产生的污泥量大,含铬废水的处理效果受原水酸碱度的波动和影响,处理过程中产生的大量含铬废渣难以妥善处理和处置。

7.2工业园区废水处理改造
针对工业园区现有常规处理工艺存在的问题,根据前期实验室和中试确定的工艺参数对工业园区原有废水处理系统进行改造,并将本课题的研究成果应用于工业园区的实际废水处理。经过现场调查,尽可能利用现有的结构、设备和控制仪表来确定废水处理和改造方案。改造后的废水处理工艺流程如图7-1所示。工业园区污水处理工艺改造完成后,运行稳定,对各种类型的污水和总排放口的污水进行了不定期采样试验。采样周期为3个月,采样次数为20次。经过测试,通过这次改造,预期效果已经基本达到。
……

结束
。然而,如果每天摄入的氟超过4毫克,就会产生毒副作用。过量氟会导致氟斑牙或氟骨症。接触氟污染地区也会影响儿童的智力发展。唐等人针对工业园区含氟废水、含铬废水和含铬废渣处理过程中存在的实际问题,系统研究了负载絮凝工艺处理含氟废水的除氟机理、工艺参数优化及运行效果。对含铬废水处理过程中的氧化还原反应动力学过程进行了理论分析和实验验证,优化了还原剂的种类和反应的酸碱度条件。在研究含铬废渣理化性质和酸浸特性的基础上,系统研究了五种硅酸盐胶凝材料固定铬渣和铁(ⅱ)/胶凝材料稳定铬渣的性能和长期稳定性。得出以下结论:
(1)采用负载絮凝工艺处理含氟工业废水,沉淀污泥作为絮凝载体部分回流,可显著提高除氟效果。通过提高化学混合反应池的酸碱度和污泥回流比可以提高除氟效率。氯化铁混凝剂和聚丙烯酰胺助凝剂的组合对氟化钙有很好的混凝效果。氯化铁的最佳用量范围为0.10 ~ 0.20摩尔/升,最佳酸碱度为8.0~8.5,聚丙烯酰胺的最佳用量范围为1 ~ 3毫克/升..在最佳工艺参数下,负载絮凝工艺的平均除氟率和除浊率分别为96.31%和98.00%。
……通过荟萃分析发现,接触氟污染与低智商密切相关。生活在氟污染地区的儿童比生活在非氟污染或轻度氟污染地区的儿童智商低五倍。氟化物影响水生植物、无脊椎动物和水中鱼类的生长和发育。氟离子可以抑制或促进藻类的生长,这主要取决于氟的浓度、暴露时间和藻类种类。水生植物可以通过吸收氟离子有效去除氟污染。对于水生动物来说,氟容易积聚在无脊椎动物的外骨骼和鱼类的骨骼组织中。氟的毒性作用主要表现在氟作为一种酶毒素,可以抑制酶的活性,最终切断糖酵解和蛋白质合成等代谢过程。氟对水生无脊椎动物和鱼类的毒性随氟浓度、暴露时间和水温的增加而增加,随个体大小和水中钙、氯离子的增加而降低。在淡水中,由于离子强度较低,氟离子的生物利用度随着水硬度的降低而增加,因此水生生物对氟化物的毒性更加敏感,在氟化物浓度低于0.5毫克/升时仍对无脊椎动物和鱼类有负面影响参考文献(省略)。
……

第2章实验材料和方法

2.1实验材料
除非实验中另有说明,否则使用的溶液都是用去离子水制备的。使用前将玻璃器皿浸泡在0.1毫升/升的硝酸溶液中24小时,然后用去离子水冲洗并干燥,以避免铬残留在玻璃器皿上。普通硅酸盐水泥由亚泰集团哈尔滨水泥有限公司生产,型号p.o42.5,水泥的主要化学成分(以氧化物计)用x光荧光光谱仪分析,见表2-2。其中氧化镁质量分数为1.1%,烧失量为3.5%,比表面积(细度)为345m2/kg,稳定性合格,初凝时间为2小时50分钟,终凝时间为2小时50分钟,28天抗折强度为8.0MPa,28天抗压强度为49.0 MPa。

2.2实验方法
取1L含氟溶液,加入1摩尔/升氯化钙溶液,在200r下快速搅拌1分钟然后进行60r/min絮凝反应10分钟。静置30分钟后,取样测量浊度、氟浓度、酸碱度和ζ电位。图2-5和2-6分别是负荷絮凝中试的工艺流程图和中试装置的物理图。中试装置模拟了负荷絮凝过程各处理单元的池体,主要包括:(1)化学反应池;(2)混合池;(3)絮凝池;(4)沉淀池。中试装置的最大设计流量为2m3/h,最大回流流量为1.25m3/h,总水力停留时间约为1h。该装置配有自动加药系统和上位监控系统,可在实验过程中实时监控流速、液位、酸碱度和剂量。

第三章含氟废水絮凝处理效率.........................................36
3.1导言..............................36
3.2钙盐沉淀法除氟原理..........................................37 [/BR/] 3.3混凝沉淀处理含氟废水的效率..............................42[/溴/]第4章含铬废水处理中还原的氧化还原反应动力学…… 61[/溴/] 4.1铬形态在.........................................61
4.2水溶液..............................62
4.3铁(ⅱ)和铬(ⅵ)氧化还原反应动力学................................63
第5章含铬废渣理化性质及酸浸特性表征..............................75
5.1导言...................75
5.2铬渣物理化学性质的表征..............................75

第7章[工业园区废水和废渣的综合处理和处置/br/]

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