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加载絮凝工艺处理含氟工业废水的效能及中试研究

作　者: 王斌远
导　师: 陈忠林
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 市政工程
关键词: 含氟废水加载絮凝钙盐混凝沉淀中试
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

含氟工业废水涉及钢铁、有色金属冶炼、制铝、玻璃、化肥、有机氟化工、半导体电子工业及航空航天工业等诸多行业,涉及范围广、危害性大。而传统处理工艺——钙盐混凝沉淀工艺存在处理效果差、工艺运行不稳定、钙盐的有效利用率低、产生的污泥量大、处理成本高等弊端。本文在系统研究传统工艺除氟效能及机理基础上,引入一种新型高效絮凝工艺加载絮凝工艺,把回流污泥作为“絮凝载体”,合理组合工艺运行过程、优化运行参数,提高氟的去除效果,降低水处理成本。对钙盐混凝沉淀法的除氟效能及机理进行研究。实验表明,向含氟工业废水中投加石灰Ca（OH）2或氯化钙CaCl2,F-和钙离子Ca²⁺发生反应生成氟化钙,增加[Ca²⁺]/[F-]摩尔比,可降低溶液中残余的氟离子浓度。[Ca²⁺]/[F-]摩尔比最佳范围重钙为力的溶沉0.解降5^度性1.增极0。差加反。,应需氟体要化系混钙p凝是H沉一值淀种小去粒于除径2。.50铁.2或2盐6者±对存0氟.1在0化4N钙μOm有3-、且较S带好O较4的2-强等混正阴凝电离去荷子除的时效颗,果粒氟,阴,化离子型PAM助凝效果明显。加载絮凝工艺处理含氟废水中试研究表明,污泥回流改善了系统的除氟效果。废水流量2m3/h,污泥回流比50%,投加石灰调节pH值为11,再投加硫酸反调pH值为8.5,投加0.15mmol/L三氯化铁混凝剂和3mg/LPAM混凝沉淀后,运2除.4率行8±为稳0 .95定82.N0阶T0%U段（。T出技±术水SD经残）济,余上系氟改统善浓运明行度显稳1。定0. ,67氟±0平.1均5m去g/除L率（为F 9±6 S.D31%）,,浊出度水平浊均度去初步阐述了加载絮凝工艺除氟机理:污泥加载剂增加有效接触碰撞,形成具有吸附黏结作用的“胶质”絮体,促进絮凝效果;污泥回流,反应体系内部稀释过程,提高了氢氧化钙有效利用率;污泥回流,诱导氟化钙结晶生长,提高氟离子去除率;钙离子再释放过程,提高了氢氧化钙有效利用率和氟离子去除率。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-21
  1.1 含氟工业废水来源及危害  10-11
    1.1.1 含氟工业废水来源  10
    1.1.2 氟污染的危害  10-11
  1.2 含氟工业废水处理方法  11-19
    1.2.1 除氟技术综述  11-14
    1.2.2 含氟工业废水处理传统工艺  14-18
    1.2.3 含氟工业废水处理新型工艺  18-19
  1.3 课题研究目的及意义  19-20
  1.4 课题主要研究内容  20-21
第2章材料与方法  21-44
  2.1 钙盐混凝沉淀法小试  21-25
    2.1.1 试剂  21
    2.1.2 实验与分析方法  21-22
    2.1.3 氟离子定量方法  22-25
  2.2 加载絮凝工艺中试  25-44
    2.2.1 加载絮凝中试系统组成  25-40
    2.2.2 中试系统调试  40-42
    2.2.3 中试试验过程  42-43
    2.2.4 试剂与分析方法  43-44
第3章钙盐混凝沉淀法除氟效能及机理研究  44-68
  3.1 引言  44
  3.2 钙盐化学沉淀法  44-51
    3.2.1 氟化钙理论溶解性  44-45
    3.2.2 [Ca~(2+)]/[F-]摩尔比对氟化钙沉淀反应的影响  45-46
    3.2.3 pH值对氟化钙沉淀反应的影响  46-47
    3.2.4 离子强度对氟化钙沉淀反应的影响  47-48
    3.2.5 SO_4~(2-)对氟化钙沉淀反应的影响  48-49
    3.2.6 氟化钙颗粒Zeta电位特性及形态分布  49-51
  3.3 钙盐混凝沉淀法  51-62
    3.3.1 硫酸铝混凝  52-55
    3.3.2 聚合氯化铝混凝  55-57
    3.3.3 三氯化铁混凝  57-60
    3.3.4 三种混凝剂效能比较  60-62
  3.4 钙盐-混凝-PAM助凝  62-67
    3.4.1 PAM投量的确定  63-65
    3.4.2 PAM助凝时混凝剂投量的确定  65-67
  3.5 本章小结  67-68
第4章加载絮凝工艺处理含氟废水中试研究  68-91
  4.1 引言  68
  4.2 加载絮凝工艺概况  68-69
  4.3 中试运行条件及试验过程  69-72
    4.3.1 原水水质  69-70
    4.3.2 中试装置运行参数  70-72
    4.3.3 试验过程  72
  4.4 加载絮凝工艺影响因素研究及运行参数优化  72-86
    4.4.1 Ca(OH)2 投量（pH1）的影响  72-77
    4.4.2 污泥回流比的影响  77-79
    4.4.3 絮凝过程中pH值（pH2）的影响  79-81
    4.4.4 混凝剂投量的确定  81-82
    4.4.5 PAM投量的确定  82-83
    4.4.6 最佳工艺参数运行试验  83-86
  4.5 加载絮凝工艺除氟机理  86-89
    4.5.1 污泥加载剂增加有效接触碰撞促进絮凝过程  86-87
    4.5.2 加载剂絮体“胶质”的吸附黏结作用  87-88
    4.5.3 反应体系内部稀释过程  88
    4.5.4 诱导氟化钙结晶生长  88
    4.5.5 钙离子再释放过程  88-89
  4.6 加载絮凝工艺处理成本计算  89
  4.7 本章小结  89-91
结论  91-93
参考文献  93-99
附录 PLC程序  99-106
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  106-108
致谢  108

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