选冶工业废水新处理技术

前言

第 1 章 选冶工业废水处理常用方法概述........................................................... 1

1.1 选冶工业废水概述 ............................................................................... 1

1.2 选冶工业水处理方法概述 .................................................................... 1

1.3 工业废水回用技术现状........................................................................ 3

1.4 工业循环冷却水水质稳定及处理技术................................................... 4

1.5 腐蚀的控制方法 .................................................................................. 6

1.6 结垢的控制方法 .................................................................................. 6

1.7 微生物的控制方法 ............................................................................... 7

1.8 电磁场水处理技术的优点 .................................................................... 7

参考文献 ..................................................................................................... 8

第 2 章 电磁处理技术及性能测试 ..................................................................... 9

2.1 电磁水处理技术及其应用 .................................................................... 9

2.1.1 电磁场水处理技术的优点 .............................................................. 9

2.1.2 电磁场水处理技术及其理论 ........................................................... 9

2.1.3 电磁处理非磁性或弱磁性污染物废水 .............................................14

2.1.4 磁处理技术.................................................................................14

2.1.5 电磁场处理废水的生物效应机理 ....................................................18

2.1.6 电磁场的基本理论——麦克斯韦方程组...........................................19

2.1.7 分子动力学模拟的基本原理 ..........................................................20

2.1.8 国内外磁处理环保技术的发展概况和应用前景.................................26

2.2 高梯度磁处理器的设计理论基础.........................................................29

2.2.1 废水处理流程 .............................................................................29

2.2.2 高梯度磁处理器设计的理论基础 ....................................................30

2.2.3 高梯度磁场的获得和磁处理器的设计 .............................................33

2.3 运行过程工艺参数的确定 ...................................................................35

2.3.1 高梯度磁处理器运行参数的确定 ....................................................35

2.3.2 磁种的选用与制备 .......................................................................35

2.3.3 冲洗时间和反冲洗时间的确定 .......................................................36

.iv. 选冶工业废水新处理技术

2.4 高梯度磁场处理河流废水研究 ............................................................37

2.4.1 废水预处理.................................................................................38

2.4.2 各种工业参数对悬浮物去除的影响.................................................42

2.4.3 工艺参数对浊度的影响.................................................................46

2.4.4 工艺参数对 COD 的影响...............................................................46

2.4.5 工艺参数对 pH 的影响 .................................................................50

2.4.6 工艺参数对除菌的影响.................................................................52

2.4.7 高梯度磁处理器捕集能力的测定 ....................................................58

2.5 高梯度磁场处理生活废水和钢铁工业废水试验 ...................................60

2.5.1 高梯度磁场处理废水试验装置的组建 .............................................60

2.5.2 试验内容及方案 ..........................................................................63

2.5.3 高梯度磁场处理生活废水的试验研究 .............................................64

2.5.4 高炉循环冷却水水质稳定试验研究.................................................68

2.5.5 高梯度磁场净化轧钢废水可行性研究 .............................................85

2.6 包钢总排回水调查与分析 ...................................................................99

2.6.1 包钢总排回水水质现状调查 ..........................................................99

2.6.2 包钢高炉循环冷却水系统调查 .....................................................102

2.6.3 水垢种类的判断 ........................................................................103

2.6.4 包钢总排回水水质倾向判断 ........................................................ 106

2.7 磁场阻垢防垢机理分析及设备选择 ................................................... 110

2.7.1 水样配制.................................................................................. 110

2.7.2 试验设备.................................................................................. 110

2.7.3 实验方法.................................................................................. 111

2.7.4 试验结果与分析 ........................................................................ 112

2.8 包钢总排回水用做高炉循环冷却水水质稳定研究 .............................. 123

2.8.1 低频高梯度磁场对包钢总排回水水质稳定研究...............................123

2.8.2 药剂处理包钢总排回水水质稳定实验 ...........................................137

2.8.3 低频高梯度磁场协同药剂处理包钢总排回水动态模拟实验............... 145

参考文献 .................................................................................................. 154

第 3 章 介孔 γ-Al2O3 ...................................................................................... 159

3.1 介孔材料概述 ................................................................................... 159

3.1.1 介孔材料..................................................................................159

3.1.2 介孔材料的合成机理 ..................................................................159

3.1.3 介孔材料的合成 ........................................................................ 162

3.1.4 介孔材料的结构类型 ..................................................................164

3.1.5 介孔材料的应用 ........................................................................ 167

目 录 .v.

3.2 介孔氧化铝 ...................................................................................... 169

3.2.1 常见氧化铝的晶型 .....................................................................170

3.2.2 介孔氧化铝的合成 .....................................................................171

3.2.3 介孔氧化铝的应用 ..................................................................... 175

3.3 介孔γ-Al2O3 的合成及性能表征 ....................................................... 176

3.3.1 模板剂的浓度 ...........................................................................177

3.3.2 干燥温度..................................................................................179

3.3.3 其他影响因素综合分析............................................................... 183

3.4 吸附机理 ..........................................................................................185

3.4.1 吸附分离原理 ...........................................................................185

3.4.2 吸附曲线..................................................................................187

3.4.3 吸附模型的研究 ........................................................................188

3.4.4 介孔氧化铝的吸附机理............................................................... 189

3.5 静态吸附 .......................................................................................... 190

3.5.1 对常规阳离子(Ca2+)的吸附..........................................................190

3.5.2 介孔 γ- Al2O3 对 Pb2+的吸附.........................................................194

3.5.3 介孔 γ- Al2O3 对 Cu2+的吸附 ........................................................196

3.5.4 介孔 γ- Al2O3 对 La3+的吸附.........................................................198

3.5.5 介孔 γ- Al2O3 对 Ce4+的吸附.........................................................200

3.5.6 介孔 γ- Al2O3 对 24

SO . 的吸附 ........................................................201

3.5.7 介孔 γ- Al2O3 对 F.的吸附 ........................................................... 203

3.6 动态吸附 .......................................................................................... 205

3.6.1 装置设计..................................................................................206

3.6.2 装置运行..................................................................................207

3.6.3 动态吸附.................................................................................. 207

3.7 介孔 γ-Al2O3 的再生 .......................................................................... 210

3.7.1 影响介孔 γ-Al2O3 再生的分析 ......................................................210

参考文献 .................................................................................................. 214

第 4 章 粉煤灰沸石的合成及对氨氮的吸附性能 ............................................. 220

4.1 概述 ................................................................................................. 220

4.1.1 沸石 ........................................................................................220

4.1.2 粉煤灰沸石的合成方法...............................................................221

4.1.3 粉煤灰沸石在废水处理中的应用 .................................................. 224

4.1.4 氨氮的来源与危害 ..................................................................... 226

4.1.5 氨氮的处理方法 ........................................................................227

4.1.6 粉煤灰沸石吸附氨氮的机理 ........................................................ 229

.vi. 选冶工业废水新处理技术

4.2 粉煤灰沸石的合成 ............................................................................ 230

4.2.1 粉煤灰沸石合成原料及性能评价方法 ...........................................230

4.2.2 碱熔融-水热法合成粉煤灰沸石 ....................................................230

4.2.3 碱熔融-微波法合成粉煤灰沸石 .................................................... 237

4.3 粉煤灰沸石结构表征 ........................................................................ 244

4.3.1 晶体结构..................................................................................244

4.3.2 形貌特征..................................................................................246

4.3.3 比表面积和孔径分布 .................................................................. 250

4.4 粉煤灰沸石吸附氨氮 ........................................................................ 252

4.4.1 粉煤灰沸石的氨氮吸附性能 ........................................................252

4.4.2 粉煤灰沸石静态吸附氨氮 ........................................................... 253

4.5 粉煤灰沸石颗粒的氨氮吸附性能....................................................... 257

4.5.1 粉煤灰沸石颗粒动态吸附氨氮 .....................................................257

4.5.2 粉煤灰沸石颗粒吸附穿透 ...........................................................258

4.5.3 粉煤灰沸石颗粒静态再生 ...........................................................259

4.5.4 粉煤灰沸石颗粒动态再生 ........................................................... 260

参考文献 .................................................................................................. 262

第 5 章 综合水处理系统设计、组建与测试 .................................................... 265

5.1 综合水处理系统的设计..................................................................... 265

5.1.1 综合水处理系统设计方案 ...........................................................265

5.1.2 综合水处理系统设备 .................................................................. 268

5.2 综合测试 .......................................................................................... 269

5.2.1 综合测试方案 ...........................................................................269

5.2.2 综合测试条件 ...........................................................................269

5.2.3 综合测试结果及其分析............................................................... 270

第 6 章 中水水质评价及电磁协同水稳药剂深度处理 ...................................... 275

6.1 污染因子对高炉循环冷却水系统的腐蚀情况 ..................................... 275

6.2 研究内容与思路 ............................................................................... 276

6.2.1 研究内容..................................................................................276

6.2.2 研究思路.................................................................................. 277

6.3 包钢尾矿坝渗漏水中水..................................................................... 277

6.4 中水处理 .......................................................................................... 277

6.4.1 中水磁场处理流程 ..................................................................... 277

6.4.2 静态阻垢实验方法 .....................................................................277

6.4.3 静态缓蚀实验方法 .....................................................................278

6.4.4 动态模拟试验系统与综合实验系统的连接 .....................................279

目 录 .vii.

6.4.5 动态模拟试验方法 ..................................................................... 280

6.5 水稳药剂的筛选 ............................................................................... 280

6.5.1 试验条件..................................................................................280

6.5.2 四种预选药剂静态阻垢缓蚀效果 ..................................................280

6.5.3 动态模拟循环冷却水系统试验及其结果 ........................................ 283

6.6 污染因子对阻垢缓蚀的影响.............................................................. 287

6.6.1 阻垢缓蚀剂的筛选 .....................................................................287

6.6.2 污染因子的阻垢缓蚀实验 ...........................................................289

6.6.3 各污染因子的正交实验............................................................... 293

6.7 小结 ................................................................................................. 294

附录 ................................................................................................................ 295

《选冶工业废水新处理技术》系统地介绍了最新的选冶工业废水处理技术及基本原理，包括 电磁场絮凝、阻垢技术、介孔γ-Al2O3 处理高含盐量废水及对金属离子 的吸附与回收、粉煤灰合成的改性沸石处理、高浓度氨氮废水的机理及 影响因素、综合水处理系统设计、组建与动态测试技术；同时介绍了相 关吸附剂的制备和吸附剂再生技术；对高梯度磁处理器动态模拟装置制作 原理和方法做了详细的介绍，设计综合水处理系统，研究了静态与动态吸 附实验过程中对 24 SO . 、F.、氨氮的吸附去除的影响、因素和运行参数。