改性粉煤灰应用于湿法烟气脱硫废水处理的实验研究

摘要

本课题的研究旨在将改性粉煤灰混凝剂用于脱硫废水处理，实现脱硫废水的达标排放。实验确定了粉煤灰的改性参数，考察了混凝处理的条件和粉煤灰的投加量对脱硫废水处理效果的影响。粉煤灰的改性包括酸法改性和酸碱联合改性。用酸(HCl、H2SO4)或碱(NaOH)处理粉煤灰，通过测定滤液中Al、Fe或Si的含量，考察不同的改性条件对粉煤灰改性效果的影响，优化改性参数。进行单因素实验，通过测定脱硫废水处理前后COD和Zn2+、Cu2+等离子的含量，考察pH、混凝时间和粉煤灰的投加量对脱硫废水处理效果的影响，确定处理条件。同时，本文设计了脱硫废水的处理工艺流程。
　　 结果表明，酸碱联合改性法的参数:①碱浸，NaOH溶液浓度4.0mol/L，灰碱比1/5，碱浸温度80℃和碱浸时间1h;②酸浸，HCl、H2SO4浓度均1.0mol/L，体积比1/1，灰酸比1/3，酸浸温度50℃和酸浸时间1h;③将碱浸处理后滤液与再经酸浸处理后滤渣混合，调节pH=7，钝化12h。酸法改性参数:HCl、H2SO4浓度均1.0mol/L，HCl、H2SO4体积比1/2，灰酸比(g/mL)1/3，铁粉量0.20g/L，改性温度55℃～60℃，改性时间75min～90min。脱硫废水处理工艺参数为常温，pH=7～9，混凝40min，静置30min，COD去除率达80％以上。脱硫废水处理工艺流程为脱硫废水—调节池—混凝器—澄清浓缩池—净水箱—出水。调节池参数:有效容积20 m3，水力停留时间2h。混凝器参数:有效容积10.8m3，水力停留时间40min。澄清浓缩池参数:有效容积66m3，排泥周期30h。脱硫废水经设计的工艺处理后，达到国家二级排放标准，可作为锅炉补给水、循环冷却水的水源，公用水和消防用水等，满足电厂各区用水需求。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的目的和意义

1．2 脱硫废水

1．2．1 脱硫废水的来源

1．2．2 脱硫废水的水质与水量

1．2．3 脱硫废水处理的国内外研究现状

1．3 粉煤灰

1．3．1 粉煤灰的来源与利用

1．3．2 粉煤灰的性质

1．3．3 粉煤灰的改性与改性方法

1．3．4 粉煤灰用于废水处理

1．4 课题研究的主要内容

第2章 实验方法与材料

2．1 粉煤灰的改性方法

2．1．1 实验试剂与器材

2．1．2 粉煤灰的酸法改性

2．1．3 粉煤灰的酸碱联合改性法

2．2 脱硫废水处理工艺参数的确定

2．2．1 实验试剂与器材

2．2．2 混凝实验

2．3 测定指标

2．3．1 Al含量的测定

2．3．2 Fe含量的测定

2．3．3 Si含量的测定

2．3．4 COD的测定

2．3．5 Zn、Cu含量的测定

第3章 粉煤灰的酸法改性及其参数的确定

3．1 粉煤灰的酸法改性

3．1．1 粉煤灰的活性与改性原理

3．1．2 酸法改性粉煤灰的混凝性能

3．2 实验方法

3．2．1 实验材料

3．2．2 实验设计

3．2．3 实验步骤

3．3 结果与讨论

3．3．1 HCl、H2SO4浓度对改性粉煤灰中Al、Fe含量的影响

3．3．2 灰酸比对改性粉煤灰中Al、Fe含量的影响

3．3．3 温度对改性粉煤灰中Al、Fe含量的影响

3．3．4 铁粉量对改性粉煤灰中Al、Fe含量的影响

3．3．5 时间对改性粉煤灰中Al、Fe含量的影响

3．4 本章小结

第4章 粉煤灰的酸碱联合改性及其参数的确定

4．1 粉煤灰的酸碱联合法改性

4．2 实验方法

4．2．1 实验材料

4．2．2 实验设计

4．2．3 实验步骤

4．3 结果与讨论

4．3．1 NaOH溶液浓度对粉煤灰碱浸处理效果的影响

4．3．2 碱溶反应温度对粉煤灰碱浸处理效果的影响

4．3．3 灰碱比对粉煤灰碱浸处理效果的影响

4．3．4 HCl、H2SO4体积比对灰渣酸浸处理效果的影响

4．3．5 灰酸比对灰渣酸浸处理效果的影响

4．3．6 酸浸温度对灰渣酸浸处理效果的影响

4．4 本章小结

第5章 改性粉煤灰用于脱硫废水处理的工艺研究

5．1 实验部分

5．1．1 改性粉煤灰的制备

5．1．2 脱硫废水处理实验设计

5．1．3 实验步骤

5．2 结果与讨论

5．2．1 pH对脱硫废水处理效果的影响

5．2．2 时间对脱硫废水处理效果的影响

5．2．3 粉煤灰投加量对脱硫废水处理效果的影响

5．3 改性粉煤灰的混凝作用

5．3．1 混凝机理

5．3．2 搅拌速度对混凝效果的影响

5．4 本章小结

第6章 脱硫废水处理工艺设计与经济分析

6．1 脱硫废水处理工艺设计

6．1．1 脱硫废水设计水质

6．1．2 脱硫废水的处理工艺流程

6．1．3 主要构筑物的设计与计算

6．1．4 工艺设计评价

6．2 经济预算

6．2．1 脱硫废水处理系统主要构筑物与设备参数

6．2．2 运行成本分析

6．3 综合分析

6．3．1 工艺可行性分析

6．3．2 处理水回用

6．4 本章小结

第7章 结论

参考文献

致谢