開(kāi)題報(bào)告--重金屬?gòu)U水處理工藝設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告</p><p>　學(xué) 院：理學(xué)院</p><p>　專業(yè)班級(jí)：環(huán)境工程1001班</p><p>　學(xué)生姓名：</p><p>　學(xué)生學(xué)號(hào)：</p><p>　指導(dǎo)教師：</p><p>　提交時(shí)間：2014年 3 月18 日</p&

2、gt;<p>　　指 導(dǎo) 教 師 評(píng) 語(yǔ)</p><p>　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目重金屬?gòu)U水處理工藝設(shè)計(jì)</p><p>　指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：</p><p>　指導(dǎo)教師：</p><p>　評(píng)閱時(shí)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(chǎn)排出的廢水，特別是重金屬?gòu)U水對(duì)周圍環(huán)境的污染日益嚴(yán)重。重金屬?gòu)U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(lái)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(dá)標(biāo)的重金屬?gòu)U水大量排放將會(huì)對(duì)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(xué)有效地處理重金屬?gòu)U水已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外科研工作者研究的熱點(diǎn)之一。目前對(duì)重金屬?gòu)U水的處理方法主要有：化學(xué)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(huì)產(chǎn)生二次污染，一直受到人們的青睞。近年來(lái)科研工作者在方面的研究主要集中在尋求更為合適、廉價(jià)、高效的吸附材料上。 </p><p>　　二. 重金屬?gòu)U水處理工藝的研究進(jìn)展</p><p>　?。ㄒ唬┲亟饘?gòu)U水處理方法</p><p>　　目前，世界各國(guó)重金屬?gòu)U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(guò)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)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(xué)還原法、電化學(xué)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(xué)形態(tài)的條件下進(jìn)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(xué)法和植物生態(tài)修復(fù)等。傳統(tǒng)的化學(xué)、物理法處

6、理成本高、效果不穩(wěn)定，除了應(yīng)用清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)從源頭上對(duì)重金屬的使用和排放進(jìn)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(shù)對(duì)重金屬污染的治理，發(fā)揮它們成本低、效率高的優(yōu)勢(shì)，并加強(qiáng)多種治理技術(shù)的綜合應(yīng)用，尋找治理重金屬污染新的有效途徑。</p><p>　　幾種重金屬?gòu)U水處理技術(shù)的最新進(jìn)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(duì)重金屬離子的吸引來(lái)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(shí)吸附多種重金屬離子，吸附容量大。但活性炭?jī)r(jià)格貴，使用壽命短，需再生，操作費(fèi)用高。因此，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者把注意力轉(zhuǎn)向?qū)ふ铱商娲奈讲牧?，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(shù)</b></p><p>　　生物處理技術(shù)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(chǎn)生的代謝物進(jìn)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(chǎn)生

9、并分泌到細(xì)胞外、具有絮凝活性的代謝物，一般由多糖、蛋白質(zhì)、DNA、纖維素、糖蛋白和聚氨基酸等高分子物質(zhì)構(gòu)成，分子中含有多種官能團(tuán)，能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉淀。王國(guó)惠副從活性污泥中篩選到一株產(chǎn)絮凝劑的菌株。該菌株產(chǎn)絮凝劑的適宜pH為6．5，對(duì)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(wú)機(jī)絮凝劑和合成有機(jī)絮凝法無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，處理廢水安全方便無(wú)毒、不產(chǎn)生二次污染、絮凝效果好，但當(dāng)前也存在著生

10、產(chǎn)成本較高、活體絮凝劑保存困難、難以進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)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(xué)法</b></p><p>　　生物化學(xué)法指通過(guò)微生物處理含重金屬?gòu)U水，將可溶性離子轉(zhuǎn)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(xué)法，該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過(guò)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(yīng)生成溶解度很低的金屬硫化物沉淀而被去除，同時(shí)H2SO4。的還原作用可將SO2-：一轉(zhuǎn)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(fù)法</b></p><p>　　植物修復(fù)法是指利用植物通過(guò)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(dá)到治理污染、修復(fù)環(huán)境的目的。植物修復(fù)法與

12、其他的方法相比具有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的雙重優(yōu)勢(shì)，實(shí)施較簡(jiǎn)便、成本較低Ⅲ1和對(duì)環(huán)境擾動(dòng)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(shí)，可以從富含金屬的植物殘?bào)w中回收貴重金屬，取得直接的經(jīng)濟(jì)效益。缺點(diǎn)是治理效率較低，不能治理重污染土壤。</p><p>　　三．重金屬?gòu)U水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　重金屬污染對(duì)于環(huán)境和人類造成的危害已越來(lái)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(jìn)一步實(shí)施，對(duì)重金屬?gòu)U水的處理要求也將日益嚴(yán)</p><p>　　格。重金屬?gòu)U水是一個(gè)十分復(fù)雜的混合體系，用單一處理技術(shù)處理已經(jīng)很難達(dá)到處理要求。本文作者對(duì)此類廢水進(jìn)行研究，建議重金屬?gòu)U水處理技術(shù)主</p><p>　　要應(yīng)向以下幾個(gè)方面發(fā)展：(1)加強(qiáng)微生物和植物去除金屬的機(jī)理研究，在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，著重通過(guò)現(xiàn)代分析技術(shù)研究金屬離子在細(xì)胞內(nèi)外的沉積部位和狀態(tài)、金屬與細(xì)

14、菌中的特定官能團(tuán)以及植物中的螯合物結(jié)合的方式以及官能團(tuán)結(jié)構(gòu)和特性，并結(jié)合材料學(xué)、分子生物學(xué)、基因工程學(xué)等學(xué)科，開(kāi)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(duì)物理處理新技術(shù)、生物處理新技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助應(yīng)用技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用；(3)注重對(duì)環(huán)境無(wú)影響和無(wú)毒無(wú)害新型水處理藥劑的開(kāi)發(fā)和利用；(4)重點(diǎn)加強(qiáng)現(xiàn)有重金屬處理技術(shù)的綜合應(yīng)用，形成各種組合工藝，揚(yáng)長(zhǎng)避短；(5)高效、低耗地去除廢水中重金屬離子的同時(shí)，實(shí)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(guò)圖書(shū)館及網(wǎng)絡(luò)查找相關(guān)參考資料，完成主要建筑物的設(shè)計(jì)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?jī)?nèi)容</b></p><p>　　本課題首先描述了我國(guó)重金屬?gòu)U

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(xué)法、化學(xué)法）后，結(jié)合本次設(shè)計(jì)中浙江省某電鍍廠的實(shí)際情況和處理要求，決定采用化學(xué)和物理相結(jié)合的辦法來(lái)處理重金屬?gòu)U水，化學(xué)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(jiǎn)便易操作且原理簡(jiǎn)單。利用絮凝反應(yīng)對(duì)于含鉻廢水應(yīng)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(jìn)行化學(xué)沉淀處理。對(duì)于銅離

17、子、鋅離子、鎳離子等通過(guò)加氫氧化鈣調(diào)節(jié)PH，進(jìn)行中和沉淀處理。</p><p>　　六．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）實(shí)施計(jì)劃。</p><p>　　第1~2周：選擇課題，搜集材料。</p><p>　　第3~4周：開(kāi)題報(bào)告，外文翻譯。</p><p>　　第5~6周:主體設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算，主要包括吸附設(shè)備，以及其他一些設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算，包括混凝反應(yīng)器，沉淀池

18、，水解酸化池，污泥濃縮池的設(shè)計(jì)計(jì)算等。 </p><p>　　第7~8周:附屬設(shè)備的選取及設(shè)計(jì)，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(shè)備阻力的計(jì)算。</p><p>　　第11~12周:設(shè)計(jì)繪圖，并編制主要設(shè)備材料表：設(shè)計(jì)圖紙包括工藝流程 圖、平面布置圖、立面圖、主體設(shè)備圖等。&

19、lt;/p><p>　　第13~14周:撰寫(xiě)論文。</p><p>　　第15~16周:修改論文。</p><p>　　第17~18周：預(yù)答辯，答辯。</p><p><b>　　七. 參考文獻(xiàn)</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(jìn)展[J]. 冶金

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