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含鈣酸性工業廢水除鈣技術和方法 梧州廢水處理公司

文章出處:未知發表時間:2022-01-26 13:24:25


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  冶煉酸性廢水主要來源于冶煉廠濕法冶煉產生的廢水,經過前期硫化等技術處置,酸性廢水含重金屬較低,能夠重新回用,但保送該廢水的管道經常梗塞,這是由于廢水硬度較高在管道內壁產生水垢的緣由。因而,降低酸性廢水硬度成為冶煉企業必需處理的重要問題之一。近30年來,為解決上述問題,沉淀、離子交流、膜過濾等物理和化學技術得到了普遍的應用。

 

  離子交流法處置簡單,效率高,處置量大,出水水質好,無二次污染,但離子交流法運用的交流樹脂容易失效,需經常改換再生,形成處置費用高且對預處置請求十分嚴厲。膜過濾法能耗低、占地少、維護簡單且處置效果穩定,但建造費用和運轉費用都較高。傳統沉淀法采用石灰中和,再加碳酸鈉沉淀,操作簡單,但石灰沉淀耗費廢水中大量的硫酸,且增加溶液中的鈣離子,后續添加碳酸鈉用量大,溶液中引入鈉鹽。

 

  本文采用草酸(H2C2O4)直接沉淀法,防止了廢水中硫酸的糜費,從而節約含鈣酸性工業廢水處理本錢和處置時間,且不引入鈉鹽,能夠直接回收應用。因而,采用草酸直接沉淀法有效處理了冶煉酸性廢水除鈣的難題,為冶煉企業酸性廢水除鈣回收應用提供了一種新的工藝。

 

  1、實驗局部

 

  1.1 實驗試劑和儀器

 

  氯化鈣,剖析純,上海國藥集團化學試劑有限公司;硝酸,剖析純,上海國藥集團化學試劑有限公司;草酸,剖析純,上海國藥集團化學試劑有限公司;硫酸,剖析純,上海國藥集團化學試劑有限公司;氫氧化鈉,剖析純,上海國藥集團化學試劑有限公司。

 

  電感耦合等離子體原子發射光譜,ICAP6300,賽默飛世爾科技(中國)有限公司;電熱恒溫枯燥箱,202-00,龍口市電爐制造廠有限公司;電子天平,JJ500,常熟市雙杰測試儀器廠有限公司;集熱式磁力加熱攪拌器,DF-1,金壇市金城碩華儀器廠有限公司;循環水真空泵,SHZ-D(Ⅲ),瑞德儀器設備有限公司;實驗室級超純水器,EPED-E2-20TH,南京易普易達科技開展有限公司;pH精細試紙,0.55.0,江蘇順和教學儀器有限公司。

 

  1.2 酸性廢水樣品組分

 

  酸性廢水取自山東恒邦冶煉股份有限公司南污水處置車間,用電感耦合等離子體原子發射光譜(ICP-AES)剖析,結果如表1所示,其中酸性廢水pH=1.0

 

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  1.3 實驗辦法

 

  取一定體積的酸性廢水參加到1000mL燒杯中,燒杯放在水浴中加熱,參加一定量的草酸固體,參加攪拌子實施攪拌并蓋上外表皿,一定時間后,實施固液別離,濾液取樣剖析。實驗中參與反響的主要化學反響方程式如下:

 

  CaCl2+H2C2O4=CaC2O4↓+2HCl(1)

 

  1.4 檢測辦法

 

  樣品中鈣離子濃度的測定采用電感耦合等離子體原子發射光譜儀法。根據規范:中華人民共和國國度環境維護規范HJ776—2015《水質32種元素的測定電感耦合等離子體發射光譜法》。詳細檢測辦法如下。

 

  (1)鈣離子規范系列溶液:分別移取鈣離子規范儲存溶液(1000mg/L)0.000.202.005.00mL1200mL容量瓶中,以硝酸溶液[(硝酸)∶V(純水)=1∶19]稀釋至刻度,混勻。此規范系列中鈣離子質量濃度分別為0.001.0010.0025.00mg/L

 

  (2)樣品處置:待測液體過濾后移取5mL150mL燒杯中,伴隨試樣做空白實驗。加10mL硝酸(剖析純),用水清洗杯壁,加熱溶解溶液中的鹽類。待體積蒸至1/3左右時取下冷卻,將試液移入200mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻,過濾。

 

  (3)工作曲線的校準:在電感耦合等離子體發射光譜儀最佳工作條件下,先將上述配制好的鈣離子規范系列溶液實施測定,測定后儀器系統軟件自動生成規范工作曲線,此時查看規范工作曲線相關系數r值能否為0.9991.0之間,若不是,重新測鈣離子規范系列溶液,直到滿足規范工作曲線相關系數r值為0.9991.0之間。

 

  (4)樣品測定:在規范工作曲線相關系數r值滿足為0.9991.0之間后,進空白試樣和處置好的待測樣品,樣品測定完后,檢測儀器依據規范工作曲線,自動實施數據處置,計算并輸出鈣離子質量濃度。

 

  ICP-AES檢測計算原理:

 

  被測元素的含量以質量濃度W計,按下式計算,計算結果表示至小數點后一位。

 

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  2、結果與討論

 

  2.1 草酸用量對除鈣效果的影響

 

  取鈣離子質量濃度為500mg/L的酸性廢水(pH=1),分別依照n(H2C2O4)∶n(Ca2+)2∶14∶16∶18∶110∶1參加草酸,控制反響溫度為60℃,反響時間為2h,反響后固液別離,濾液取樣剖析。剖析結果如圖1所示。

 

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  由圖1能夠看出,在參加草酸用量n(H2C2O4)∶n(Ca2+)28時,隨著草酸用量的增加,處置后液體(后液)鈣離子質量濃度隨之降低,鈣離子質量濃度由201.01mg/L降至20.11mg/L。繼續增加草酸的用量至n(H2C2O4)∶n(Ca2+)10時,后液鈣離子質量濃度簡直無明顯變化,闡明草酸最佳參加量為n(H2C2O4)∶n(Ca2+)8∶1

 

  2.2 反響溫度對除鈣效果的影響

 

  取鈣離子質量濃度為500mg/L的酸性廢水(pH=1),依照n(H2C2O4)∶n(Ca2+)8∶1參加草酸,分別控制反響溫度為2040608090℃,反響時間為2h,反響后固液別離,濾液取樣剖析。剖析結果如圖2所示。

 

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  由圖2能夠看出,在反響溫度2060℃范圍內,隨著反響溫度的升高,后液鈣離子質量濃度逐步降低,闡明恰當增加反響溫度,有利于草酸與鈣離子向生成草酸鈣反響的方向實施。繼續升高反響溫度至90℃,后液鈣離子質量濃度無顯著性變化,闡明60℃是最佳反響溫度。

 

  2.3 反響時間對除鈣效果的影響

 

  取鈣離子質量濃度為500mg/L的酸性廢水(pH=1),依照n(H2C2O4)∶n(Ca2+)8∶1參加草酸,控制反響溫度為60℃,分別控制反響時間為0.51.02.03.04.0h,反響后固液別離,濾液取樣剖析。剖析結果如圖3所示。

 

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  由圖3能夠看出,反響時間在0.52.0h范圍內,隨著反響時間的延長,草酸與鈣離子反響越來越充沛,后液鈣離子質量濃度隨之降低,繼續延長反響時間,在2.04.0h范圍內,后液鈣離子質量濃度無明顯變化,闡明草酸與鈣離子反響較為充沛,不再繼續向生成草酸鈣的方向實施反響,因而選擇2.0h為最佳反響時間。

 

  2.4 pH對除鈣效果的影響

 

  取鈣離子質量濃度為500mg/L的酸性廢水,分別用質量濃度為100g/L的氫氧化鈉溶液調理pH=12345,依照n(H2C2O4)∶n(Ca2+)8∶1參加草酸,控制反響溫度為60℃,反響時間為2.0h,反響后固液別離,濾液取樣剖析。剖析結果如圖4所示,圖中用“pH”表示所對應的不同酸度。

 

  酸性廢水酸度對草酸除鈣效果的影響如圖4所示,從圖中能夠看出:在酸度(pH=15)范圍內,后液含鈣離子質量濃度變化不明顯,在1922mg/L范圍內動搖,闡明在酸度(pH=15)范圍內,酸度對草酸除鈣無顯著性影響。因而,采用草酸除鈣對酸性廢水的酸度無明顯請求,順應大局部冶煉企業酸性廢水除鈣離子。

 

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  2.5 鈣離子質量濃度對除鈣效果的影響

 

  取鈣離子質量濃度為500mg/L的酸性廢水,用純水和氯化鈣規范溶液調理酸性廢水的含鈣量,分別調理鈣離子質量濃度為100300500700800mg/L,用硫酸控制pH=1,依照n(H2C2O4)∶n(Ca2+)8∶1參加草酸,控制反響溫度為60℃,控制反響時間為2.0h,反響后固液別離,濾液取樣剖析。剖析結果如圖5所示。

 

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  酸性廢水含鈣量對草酸除鈣效果的影響如圖5所示,從圖中能夠看出:在酸性廢水鈣離子質量濃度100800mg/L范圍內,后液鈣離子質量濃度隨著初始酸性廢水含鈣離子量的增加稍微升高,但整體升高幅度較小,后液鈣離子質量濃度由15.1mg/L升高到38.5mg/L,闡明在酸性廢水鈣離子質量濃度100800mg/L范圍內,酸性廢水含鈣量對草酸除鈣效果影響較小。通常硫酸體系下的酸性廢水含鈣離子量較低,由于該體系下存在以下反響均衡:Ca2++SO42-=CaSO4↓,因而鈣離子濃度越高,越容易生成硫酸鈣沉淀。

 

  3、結論

 

  (1)草酸用量、反響溫度和反響時間對后液鈣離子質量濃度的影響較大,隨著草酸用量的增加,溫度的升高及反響時間的延長,后液鈣離子質量濃度先降低后趨于平穩,最佳草酸參加量為n(H2C2O4)∶n(Ca2+)8∶1,最佳反響溫度60℃,最佳反響時間為2.0h

 

  (2)酸性廢水的酸度和含鈣量對后液鈣離子濃度的影響較小,減少酸度或改動含鈣量,后液鈣離子質量濃度都較低,低于40mg/L,這闡明采用草酸除鈣順應范圍廣,對酸度和含鈣量請求低。

 


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