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有机硫捕获剂对水中重金属离子的处理研究

作　者: 童新
导　师: 徐新华
学　校: 浙江大学
专　业: 环境工程
关键词: 有机硫 TMT DTCR 捕获剂 Cu2+ Zn2+
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 67次
引　用: 2次
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内容摘要

针对重金属离子采用常规处理难以达标的问题,本论文选用DTCR、TMT等有机硫和Na₂S,对水中微量Zn²⁺、Cu²⁺等重金属离子进行深度处理研究。重金属捕集剂DTCR对低浓度含Zn²⁺废水具有处理效率高、成本及环保等方面的优势。结果表明:pH值的影响最大,在pH=7.0-8.0范围内,处理效率迅速提高;DTCR的投加量应在pH调节后设定,以保证处理成本最低化,在投加量为1.1倍化学剂量比下较为合理;反应时间对处理结果的影响不是很大,搅拌20min即可;温度对处理效果影响不大,温度在30-40℃时处理效果较好;多种重金属的共存会影响到Zn²⁺与DTCR的络合反应,由于其两性金属的特性使其对pH的适应有比较大的限制;在反应过程中添加絮凝剂且静置沉淀0.5h后,含Zn²⁺废水的上清液残留浓度可降至1.0mg/L以下,去除率达到85%以上,一次性去除效果达到国家排放标准。此外,还对其它重金属捕集剂进行了简单比较。通过多种金属捕获剂的处理效果对比,筛选出TMT作为Cu²⁺的高效捕获剂,重点探究了pH值、反应时间、TMT投加量、温度、络合剂EDTA以及Cl^-、Ca²⁺、Mg²⁺离子等因素对TMT处理Cu²⁺的影响。结果表明,pH对TMT处理Cu²⁺的影响最为显著,在pH＞7的条件下,Cu²⁺的去除率随着TMT投加量的增加而增大,但达到一定量后,其投加量对Cu²⁺的去除影响不大,反应时间和温度对Cu²⁺的去除效果的影响并不显著。此外,络合剂（EDTA）的存在对Cu²⁺的去除效果影响非常大,而Cl^-、Ca²⁺、Mg²⁺等离子则对Cu²⁺的去除几乎没有影响。通过溶度积常数、络合平衡常数、反应平衡常数的计算,进一步论证了OH^-和有机硫去除Cu²⁺等重金属离子的机理,以及TMT对EDTA-Cu络合离子去除效果不佳的原因。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-10
1 文献综述  10-20
  1.1 水体重金属污染现状  10
  1.2 重金属废水的危害性与污染特性  10-12
  1.3 传统处理方法及其存在的问题  12-15
  1.4 鳌合沉淀法的机理和特点  15
  1.5 常用重金属螯合剂(有机硫)  15-18
  1.6 选题思路  18-19
  1.7 本章小结  19-20
2 材料与方法  20-24
  2.1 实验原理  20
  2.2 实验仪器及主要试剂  20-21
    2.2.1 主要实验仪器  20
    2.2.2 主要实验试剂  20-21
  2.3 实验方法及流程  21-22
    2.3.1 实验流程  21-22
    2.3.2 主要试剂的制备  22
  2.4 分析方法  22-23
    2.4.1 Cu~(2+)、Zn~(2+)等重金属离子浓度测定  22
    2.4.2 分析样品的制备  22-23
    2.4.3 XRD分析  23
    2.4.4 红外光谱分析  23
  2.5 本章小结  23-24
3 有机硫捕集剂对水中ZN~(2+)的处理研究  24-33
  3.1 不同捕集剂对Zn~(2+)的处理  24-25
  3.2 pH值对去除率的影响  25
  3.3 pH对DTCR投加后的去除率的影响  25-26
  3.4 DTCR投加量对去除Zn~(2+)的影响  26-27
  3.5 反应时间对DTCR去除Zn~(2+)的影响  27-28
  3.6 温度对DTCR去除Zn~(2+)的影响  28-29
  3.7 多种重金属混合的竞争性  29-30
  3.8 处理后pH值的变化  30-31
  3.9 沉淀物分析  31-32
    3.9.1 红外分光光度法分析沉淀物  31-32
    3.9.2 锌的两性金属特性  32
  3.10 本章小结  32-33
4 有机硫捕集剂对水中CU~(2+)的处理研究  33-46
  4.1 酸性条件下投加量对水样中Cu~(2+)去除效果的影响  33
  4.2 pH对Cu~(2+)去除效果的影响  33-35
  4.3 三种捕获剂絮凝效果比较  35-37
  4.4 反应时间对Cu~(2+)去除效果的影响  37-38
  4.5 沉淀剂投加量对Cu~(2+)去除效果的影响  38-39
  4.6 温度对TMT处理Cu~(2+)效果的影响  39-40
  4.7 高浓度络合剂对Cu~(2+)去除效果的影响  40
  4.8 络合铜离子的去除(以EDTA-Cu为例)  40-44
  4.9 其它离子对Cu~(2+)去除效果的影响  44
  4.10 本章小结  44-46
5 机理研究  46-51
  5.1 OH~-对Cu~(2+)的去除  46
  5.2 络合平衡与沉淀平衡  46-47
  5.3 XRD图谱分析  47-48
  5.4 红外图谱分析  48-49
  5.5 本章小结  49-51
6 结论与建议  51-53
  6.1 结论  51
  6.2 建议  51-53
参考文献  53-56
作者简介  56

有机硫捕获剂对水中重金属离子的处理研究

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