膨潤土復(fù)合顆粒制備及對含重金屬離子酸性礦山廢水處理研究.pdf

1、礦山廢水大多呈酸性，含有多種重金屬離子，且水量大、污染持續(xù)時間長，為了解決酸性礦山廢水中的酸性和重金屬離子，本文研究了既可釋放堿度中和酸又可吸附重金屬離子的膨潤土復(fù)合顆粒吸附劑的最佳制備工藝條件、篩選的最佳復(fù)合顆粒堿度釋放機(jī)制、對重金屬離子的吸附性能、影響因素、吸附動力學(xué)，并與微生物法聯(lián)用對AMD進(jìn)行了動態(tài)試驗研究，以開發(fā)一種處理AMD有效的環(huán)境礦物材料，并探索一種吸附法與微生物聯(lián)用的協(xié)同、高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的水處理方法。
　　通過

2、堿性材料對比試驗研究，篩選出鋼渣是膨潤土復(fù)合顆粒的最佳堿性材料，其制成的顆粒釋放堿度大，散失率小，吸附容量大。通過對膨潤土和鋼渣配比、外摻劑量、焙燒粒徑、焙燒溫度、焙燒時間等條件研究確定了膨潤土-鋼渣復(fù)合顆粒制備的最佳工藝條件為:膨潤土-鋼渣配比為5∶5、外摻劑的量為顆粒質(zhì)量的5％、焙燒粒徑2mm、焙燒時間1.5h、焙燒溫度500℃。通過靜態(tài)試驗研究確定了最佳膨潤土-鋼渣復(fù)合顆粒吸附劑釋放堿度可中和酸性礦山廢水的調(diào)節(jié)機(jī)制、以及吸附去除F

3、e2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+的影響因素、吸附性能、機(jī)理、吸附動力學(xué)，在溫度25℃、振蕩強(qiáng)度100r/min、投加量21g/L、吸附時間120min、pH為6-8之間時反應(yīng)條件最佳，F(xiàn)e2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+單獨(dú)存在的初始濃度分別為:150、100、170、140mg/L時，去除率均可達(dá)到90％以上，F(xiàn)e2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+共存時，存在競爭吸附，Cu2+被優(yōu)先吸附，其次為Fe2+、Zn2+、Mn2+;該復(fù)

4、合顆粒對模擬酸性礦山廢水處理研究表明:反應(yīng)時間3h時，F(xiàn)e2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+的去除率均達(dá)到了95％以上，處理后水的pH為8，所以該復(fù)合顆粒吸附劑是治理酸性礦山廢水的優(yōu)良水處理材料;建立了膨潤土-鋼渣復(fù)合顆粒吸附劑在25℃、35℃、45℃條件下對Fe2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+的吸附均為Freundlich吸附等溫模型;動力學(xué)研究表明，膨潤土-鋼渣復(fù)合顆粒對Fe2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+吸附符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模

5、型。
　　通過小型動態(tài)吸附柱對模擬酸性礦山廢水中重金屬離子的吸附去除和酸度的調(diào)節(jié)機(jī)制進(jìn)行了研究，確定了水力停留時間、容積水力負(fù)荷為設(shè)計、運(yùn)行提供了參考。
　　通過膨潤土復(fù)合顆粒和微生物還原聯(lián)用處理AMD的動態(tài)試驗研究表明:膨潤土復(fù)合顆粒和生物掛膜材料采用分層的裝填方式要比不分層的處理效果好，揭示了膨潤土吸附重金屬離子后有利于微生物還原、微生物還原SO42-產(chǎn)生的S2-可進(jìn)一步固定重金屬離子、并使膨潤土復(fù)合顆粒獲得再生，可實現(xiàn)