開題報告--重金屬廢水處理工藝設計

1、<p>　　畢業(yè)設計（論文）開題報告</p><p>　學 院：理學院</p><p>　專業(yè)班級：環(huán)境工程1001班</p><p>　學生姓名：</p><p>　學生學號：</p><p>　指導教師：</p><p>　提交時間：2014年 3 月18 日</p&

2、gt;<p>　　指 導 教 師 評 語</p><p>　畢業(yè)設計（論文）題目重金屬廢水處理工藝設計</p><p>　指導教師評語：</p><p>　指導教師：</p><p>　評閱時間： 年 月 日</p><p>　　一. 課題的研究目的及意義</p><p

3、>　　如今，隨著工業(yè)的高速發(fā)展，工業(yè)生產排出的廢水，特別是重金屬廢水對周圍環(huán)境的污染日益嚴重。重金屬廢水主要含有鉻、鎳、銅、鋅、汞、錳、鎘、釩及錫等有毒重金屬離子，它的來源很廣，如金屬礦山、電解、電鍍、醫(yī)藥、制革工業(yè)等等。不加處理或處理未達標的重金屬廢水大量排放將會對人類自身的健康和生態(tài)環(huán)境造成極大危害。因此，如何科學有效地處理重金屬廢水已經成為國內外科研工作者研究的熱點之一。目前對重金屬廢水的處理方法主要有：化學沉淀法、氧化還原

4、法、吸附法、電解法、電滲析法、濃縮法、生物法等。其中，吸附法因其材料便宜易得，成本低，去除效果好而且不會產生二次污染，一直受到人們的青睞。近年來科研工作者在方面的研究主要集中在尋求更為合適、廉價、高效的吸附材料上。 </p><p>　　二. 重金屬廢水處理工藝的研究進展</p><p>　?。ㄒ唬┲亟饘購U水處理方法</p><p>　　目前，世界各國重金屬廢水處理

5、方法主要有三類：第一類是廢水中重金屬離子通過發(fā)生化學反應除去的方法，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體共沉淀法、化學還原法、電化學還原法和高分子重金屬捕集劑法等。第二類是使廢水中的重金屬在不改變其化學形態(tài)的條件下進行吸附、濃縮、分離的方法，包括吸附、溶劑萃取、蒸發(fā)和凝固法、離子交換和膜分離等。第三類是借助微生物或植物的絮凝、吸收、積累、富集等作用去除廢水中重金屬的方法，其中包括生物絮凝、生物化學法和植物生態(tài)修復等。傳統(tǒng)的化學、物理法處

6、理成本高、效果不穩(wěn)定，除了應用清潔生產和循環(huán)經濟技術從源頭上對重金屬的使用和排放進行遏制之外，還需要更多地研究和發(fā)展新型天然吸附劑、重金屬捕集劑和生物技術對重金屬污染的治理，發(fā)揮它們成本低、效率高的優(yōu)勢，并加強多種治理技術的綜合應用，尋找治理重金屬污染新的有效途徑。</p><p>　　幾種重金屬廢水處理技術的最新進展</p><p><b>　　1 吸附法</b>&

7、lt;/p><p>　　吸附法是利用吸附劑活性表面對重金屬離子的吸引來去除廢水中的重金屬離子的一種方法。吸附劑種類很多，常用的有活性炭，活性炭可以同時吸附多種重金屬離子，吸附容量大。但活性炭價格貴，使用壽命短，需再生，操作費用高。因此，近年來，國內外許多學者把注意力轉向尋找可替代的吸附材料，一類是玉米棒子芯、白楊木材鋸屑等自然資源作為天然吸附材料，如白楊木材鋸屑或橄欖葉研磨渣可以吸附電鍍廢水中的汞、鉛銅、鋅和鎘。&l

8、t;/p><p><b>　　2 微生物處理技術</b></p><p>　　生物處理技術是借助微生物或植物的絮凝、吸收、積累和富集等作用去除廢水中重金屬的方法。</p><p>　　2.11 生物絮凝法</p><p>　　生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉淀的一種除污方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產生

9、并分泌到細胞外、具有絮凝活性的代謝物，一般由多糖、蛋白質、DNA、纖維素、糖蛋白和聚氨基酸等高分子物質構成，分子中含有多種官能團，能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉淀。王國惠副從活性污泥中篩選到一株產絮凝劑的菌株。該菌株產絮凝劑的適宜pH為6．5，對Na+、K+、Ca2+“和Fe3+均有較好的促絮凝作用，Ca2+尤為顯著。生物絮凝法具有無機絮凝劑和合成有機絮凝法無法比擬的優(yōu)點，處理廢水安全方便無毒、不產生二次污染、絮凝效果好，但當前也存在著生

10、產成本較高、活體絮凝劑保存困難、難以進行工業(yè)化生產的難題，大部分生物絮凝劑還處于探索研究階段。</p><p><b>　　2.2 生物化學法</b></p><p>　　生物化學法指通過微生物處理含重金屬廢水，將可溶性離子轉化為不溶性化合物而去除。硫酸鹽生物還原法是一種典型生物化學法，該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過異化的硫酸鹽還原作用，將硫酸鹽還原成H2S，重金

11、屬離子和H2S反應生成溶解度很低的金屬硫化物沉淀而被去除，同時H2SO4。的還原作用可將SO2-：一轉化為S2-。而使廢水的pH值升高，從而形成重金屬的氫氧化物而沉淀。</p><p><b>　　3 植物修復法</b></p><p>　　植物修復法是指利用植物通過吸收、沉淀和富集等作用降低被污染土壤或地表水的重金屬含量，以達到治理污染、修復環(huán)境的目的。植物修復法與

12、其他的方法相比具有技術和經濟上的雙重優(yōu)勢，實施較簡便、成本較低Ⅲ1和對環(huán)境擾動少。種植植物不僅可以凈化和美化環(huán)境，而且在清除土壤中重金屬污染物的同時，可以從富含金屬的植物殘體中回收貴重金屬，取得直接的經濟效益。缺點是治理效率較低，不能治理重污染土壤。</p><p>　　三．重金屬廢水處理技術的發(fā)展趨勢</p><p>　　重金屬污染對于環(huán)境和人類造成的危害已越來越多地為人們所熟知，隨著全

13、球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的進一步實施，對重金屬廢水的處理要求也將日益嚴</p><p>　　格。重金屬廢水是一個十分復雜的混合體系，用單一處理技術處理已經很難達到處理要求。本文作者對此類廢水進行研究，建議重金屬廢水處理技術主</p><p>　　要應向以下幾個方面發(fā)展：(1)加強微生物和植物去除金屬的機理研究，在現(xiàn)有研究的基礎上，著重通過現(xiàn)代分析技術研究金屬離子在細胞內外的沉積部位和狀態(tài)、金屬與細

14、菌中的特定官能團以及植物中的螯合物結合的方式以及官能團結構和特性，并結合材料學、分子生物學、基因工程學等學科，開發(fā)出更加高效的微生物菌種，篩選出重金屬超累積植物；(2)對物理處理新技術、生物處理新技術和計算機輔助應用技術的開發(fā)和應用；(3)注重對環(huán)境無影響和無毒無害新型水處理藥劑的開發(fā)和利用；(4)重點加強現(xiàn)有重金屬處理技術的綜合應用，形成各種組合工藝，揚長避短；(5)高效、低耗地去除廢水中重金屬離子的同時，實現(xiàn)廢水回用和重金屬回收。&

15、lt;/p><p><b>　　四．完成課題的途徑</b></p><p>　　本課題主要通過圖書館及網(wǎng)絡查找相關參考資料，完成主要建筑物的設計參數(shù)，在借助輔助工具如CAD軟件完成圖紙的繪制及高程布置。</p><p><b>　　本課題研究內容</b></p><p>　　本課題首先描述了我國重金屬廢

16、水的處理意義，電鍍重金屬的危害以及電鍍廢水處理的基本現(xiàn)狀和處理方法，如（生物法、物化法、電化學法、化學法）后，結合本次設計中浙江省某電鍍廠的實際情況和處理要求，決定采用化學和物理相結合的辦法來處理重金屬廢水，化學法中是采用了中和法與絮凝法，而物理法中則是采用了物理沉淀法。此次工藝所采取的方法簡便易操作且原理簡單。利用絮凝反應對于含鉻廢水應首先在酸性條件下投加還原劑，將Cr6+還原成Cr3+，然后加Ca(OH)2進行化學沉淀處理。對于銅離

17、子、鋅離子、鎳離子等通過加氫氧化鈣調節(jié)PH，進行中和沉淀處理。</p><p>　　六．畢業(yè)設計（論文）實施計劃。</p><p>　　第1~2周：選擇課題，搜集材料。</p><p>　　第3~4周：開題報告，外文翻譯。</p><p>　　第5~6周:主體設備的設計計算，主要包括吸附設備，以及其他一些設備的設計計算，包括混凝反應器，沉淀池

18、，水解酸化池，污泥濃縮池的設計計算等。 </p><p>　　第7~8周:附屬設備的選取及設計，泵的選型以及加藥系統(tǒng)和曝氣系統(tǒng)的選擇。</p><p>　　第9~10周:系統(tǒng)阻力校核：主要包括管道阻力和設備阻力的計算。</p><p>　　第11~12周:設計繪圖，并編制主要設備材料表：設計圖紙包括工藝流程 圖、平面布置圖、立面圖、主體設備圖等。&

19、lt;/p><p>　　第13~14周:撰寫論文。</p><p>　　第15~16周:修改論文。</p><p>　　第17~18周：預答辯，答辯。</p><p><b>　　七. 參考文獻</b></p><p>　　[1]王雅靜，戴惠新. 生物吸附法分離廢水中重金屬離子的研究進展[J]. 冶金

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