高分子重金屬絮凝劑CSAX對鉛鋅廢水處理的研究.pdf

1、本文以玉米淀粉為基體發(fā)生交聯(lián)反應、接枝共聚反應以及磺化反應，生成具有除濁和去除重金屬離子雙重功能的新型絮凝劑交聯(lián)淀粉-聚丙烯酰胺-黃原酸酯（Crosslinked Starch-graft-poly Acrylamide-co-sodium Xanthate，簡稱CSAX）。用FTIR光譜、電子掃描電鏡、X射線能量色散譜儀對 CSAX進行表征。用 CSAX對實驗配制的含鉛和含鋅水樣以及鉛鋅冶煉廠工業(yè)廢水進行絮凝實驗，證明 CSAX對鉛鋅

2、廢水有很好的處理效果。
　　論文研究包括以下幾方面內(nèi)容：
　?。?）研究了CSAX的分子結(jié)構及其形態(tài)，并將其應用于鉛鋅廢水的處理中。研究了CSAX對實驗室配制鉛鋅廢水的絮凝作用，以及水樣pH值、濁度、重金屬離子濃度及共存離子對Pb2+和Zn2+去除率的影響。實驗表明，CSAX對實驗室配水中Pb2+的去除率達99％，除Zn2+率可達83%。pH值對Pb2+和Zn2+去除率均有顯著影響，pH＜7的情況下，pH值越高，CSAX對P

3、b2+、Zn2+去除率越高。濁度在一定情況下，可以促進CSAX對 Pb2+和 Zn2+的去除率。Pb2+和 Zn2+主要和 CSAX上的活性基團發(fā)生配位反應，所以Pb2+（Zn2+）和CSAX之間存在化學計量關系；水樣中Pb2+（Zn2+）的初始濃度越大，只要有足夠的CSAX，Pb2+（Zn2+）和CSAX結(jié)合的概率越大，越容易被去除。水中的堿金屬和堿土金屬不會和Pb2+、Zn2+競爭絮凝劑CSAX；配位能力弱的陰離子不會影響CSAX和

4、Pb2+、Zn2+的螯合反應；EDTA對CSAX去除Pb2+有較強的抑制作用，腐殖酸在CSAX投加量低時對除鉛率有有很強的促進作用。共存離子對除鋅率的影響很小。
　?。?）在單因素實驗基礎上，用中心組合設計（central composition design，CCD）響應面法優(yōu)化了CSAX去除配水中Pb2+的條件、用Box-Behnken設計響應面法優(yōu)化了除Zn2+的條件。響應面優(yōu)化后模型擬合度高，回歸顯著。實驗驗證說明響應面優(yōu)

5、化分析CSAX去除水中Pb2+、Zn2+具有可靠性。
　?。?）基于CSAX對配水中Zn2+去除率較低，實驗采用強化混凝的方法，在絮凝實驗時投加改性凹凸棒土作為助凝劑，促進水中Zn2+去除率。研究了制備改性凹凸棒土作為助凝劑的最佳條件，響應面優(yōu)化了強化混凝條件。實驗證明適量改性凹凸棒土作為助凝劑可以將除鋅率從81%提高到89%。
　?。?）研究了CSAX對實際工業(yè)廢水的去除效果，對于鉛鋅冶煉廠微污染工業(yè)廢水，一次絮凝實驗就可

6、以使得出水重金屬濃度達標；對于重金屬含量較高的工業(yè)生產(chǎn)廢水需要多級絮凝實驗使得出水達標。
　　（5）對CSAX-Pb以及CSAX-Zn絮體形態(tài)研究表明，絮體的形態(tài)及結(jié)構極不規(guī)則、絮體形成具有分形特征。研究了絮體的特征、重金屬去除率以及分形維數(shù)間的關系，分析了CSAX投加量、pH值以及重金屬離子濃度對絮體形態(tài)、分形維數(shù)的影響。結(jié)果表明最佳投藥量、最佳pH值、以及合適的重金屬離子濃度時，絮體形態(tài)最不規(guī)則、比表面積最大、孔隙最多，分形維