废石场淋溶水重金属镉污染治理工程技术应用研究

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本文以有色金属矿山企业废石场淋溶水重金属镉污染问题为研究对象,针对目标废石场淋溶水特性,在对国内现有含镉废水治理技术分析及同行业重金属废水处理工艺考察的基础上,探索和研究了石灰中和沉淀法在废石场淋溶水重金属镉污染治理工程中的实际应用。研究结果表明:(1)相比其他含镉废水治理技术,传统的中和沉淀法对废石场淋溶水重金属镉污染治理工程具有更佳的适用性。在中和剂选用上,石灰较氢氧化钠性能更。(2)在传统的处理技术的基础上,结合课题研究对象实际情况,选择性地进行工艺组合能够使废水处理效果趋于完善。本课题确定的最终工艺流程为石灰中和+絮凝沉淀+硫化钠增强组合除镉工艺,经过工程设计与实施,测试结果显示各项控制指标均达到原设计要求,Cd2+去除效率达到98.8%以上,污泥废渣属于第Ⅱ类一般工业固体废物,证明该工艺可以有效解决废石场淋溶水重金属镉污染问题。(3)通过对系统表征指标反应pH值进行实验研究,确定石灰中和沉淀法处理废石场淋溶水重金属镉污染问题的最佳运行条件为控制反应pH值为88.5。在此条件下,在满足废水处理效果的同时,石灰单耗及运行成本最低。(4)石灰中和沉淀法处理重金属淋溶水后上清液选矿回用对工艺技术指标及产品质量无明显影响,具有良好的经济效益和环境效益。(5)通过上述研究,为国内同类有色金属矿山废石场淋溶水重金属污染治理问题探索出了一条技术可行,经济合理的解决方案。
摘要第3-4页
abstract第4-5页
1 绪论第9-17页
    1.1 研究背景第9-10页
    1.2 废石场淋溶水重金属镉污染概述第10-14页
        1.2.1 重金属污染简述第10-11页
        1.2.2 镉污染简述第11-13页
        1.2.3 废石场淋溶水重金属反应机理第13-14页
    1.3 课题来源及主要研究内容第14页
        1.3.1 课题来源第14页
        1.3.2 主要研究内容第14页
    1.4 研究意义第14-17页
2 含镉废水污染治理技术研究进展第17-27页
    2.1 化学沉淀法第17-20页
        2.1.1 中和沉淀法第17-18页
        2.1.2 硫化物沉淀法第18页
        2.1.3 铁氧体沉淀法第18-19页
        2.1.4 螯合沉淀法第19-20页
        2.1.5 其他化学沉淀法第20页
    2.2 物理化学法第20-22页
        2.2.1 电化学法第20-21页
        2.2.2 吸附法第21页
        2.2.3 离子交换法第21-22页
        2.2.4 膜过滤法第22页
    2.3 生物法第22-24页
        2.3.1 生物制剂法第22-23页
        2.3.2 微生物法第23-24页
        2.3.3 植物修复法第24页
    2.4 含镉废水处理技术综合评价第24-27页
3 问题根源剖析与工艺方案论证第27-43页
    3.1 问题根源剖析第27-30页
        3.1.1 工程缺陷调查第27页
        3.1.2 废石性质核实第27-29页
        3.1.3 淋溶水参数测定第29-30页
        3.1.4 问题根源剖析第30页
        3.1.5 综合治理方案第30页
    3.2 工艺方案论证第30-34页
        3.2.1 中和沉淀法第31-32页
        3.2.2 电化学法第32-33页
        3.2.3 生物制剂法第33-34页
    3.3 方案调研与比选第34-36页
        3.3.1 方案调研第34-35页
        3.3.2 工艺方案比选第35-36页
    3.4 中和剂方案比选第36-41页
        3.4.1 碱性强度实验第37-38页
        3.4.2 重金属离子去除效率实验第38-39页
        3.4.3 固液分离速度实验第39-40页
        3.4.4 中和剂方案比选第40-41页
    3.5 本章小结第41-43页
4 工艺流程优化设计第43-55页
    4.1 基本工艺流程第43页
    4.2 优化因素分析第43-45页
        4.2.1 目标设计优化第44页
        4.2.2 工艺组合优化第44页
        4.2.3 工艺可靠性优化第44页
        4.2.4 管路选型优化第44页
        4.2.5 组分利用优化第44页
        4.2.6 资源配置优化第44-45页
        4.2.7 选址布局优化第45页
    4.3 废水回用条件调查研究第45-46页
        4.3.1 回用价值第45页
        4.3.2 回用技术可行性第45页
        4.3.3 回用条件第45-46页
    4.4 工程设计第46-53页
        4.4.1 设计执行标准第46页
        4.4.2 去除效率设计第46页
        4.4.3 处理规模设计第46页
        4.4.4 工艺流程设计第46-47页
        4.4.5 原辅料设计第47-48页
        4.4.6 设施设计及设备选型第48-52页
        4.4.7 污泥渣场设计第52-53页
    4.5 本章小结第53-55页
5 运行效果测试及分析研究第55-63页
    5.1 运行效果测试第55-59页
        5.1.1 废水处理设施运行效果测试第55-57页
        5.1.2 污泥废渣性质鉴定第57-59页
    5.2 系统运行参数实验第59-61页
        5.2.1 实验目的第59页
        5.2.2 实验方案设计第59页
        5.2.3 实验测试结果第59-60页
        5.2.4 实验结果分析第60页
        5.2.5 实验结论第60-61页
    5.3 运行问题原因分析第61-62页
        5.3.1 运行负荷不足第61页
        5.3.2 进水水质恶化第61页
        5.3.3 石灰单耗及污泥产率上升第61-62页
        5.3.4 运行成本上涨第62页
    5.4 本章小结第62-63页
6 结论与展望第63-65页
    6.1 结论第63页
    6.2 展望第63-65页
致谢第65-67页
参考文献第67-71页
附录在读研究生期间研究成果第71页
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