碳酸鹽體系中誘導(dǎo)結(jié)晶法去除銅離子影響因素研究.pdf

1、近年來，水中重金屬污染十分嚴重，越來越受到人們的關(guān)注，隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的進一步實施，對水中重金屬的處理將愈發(fā)嚴格。誘導(dǎo)結(jié)晶法是一種處理工藝簡單、處理周期短、處理產(chǎn)物可資源化回收的重金屬處理技術(shù)，在國外已有部分工程實例，國內(nèi)也有研究者對運行參數(shù)如pH、進藥濃度、進藥比進行優(yōu)化研究，但是缺乏對運行參數(shù)影響方式和影響機理的深入探討。
　　論文選取水中典型的重金屬 Cu2+，通過動態(tài)流化床反應(yīng)器（FBR）和靜態(tài)連續(xù)攪拌式反應(yīng)器（CSTR

2、）實驗對比，研究了誘導(dǎo)結(jié)晶的關(guān)鍵影響因素pH、進藥濃度、進藥比以及成核方式對誘導(dǎo)結(jié)晶過程的影響，通過對反應(yīng)器運行效率、誘導(dǎo)晶體和出水微晶的晶型晶貌以及元素成分測定，探討了這些因素的影響方式和影響機理，為誘導(dǎo)結(jié)晶法的優(yōu)化和應(yīng)用提供支撐。
　　FBR系統(tǒng)在10-20h以后能夠運行穩(wěn)定。在進藥比為1:1.2，進藥濃度200mg/L，pH為10.2時，處理效率能夠達到95％以上，運行效果良好，pH為12.5時處理效率降低的原因為發(fā)生了復(fù)雜

3、的鈣鎂共結(jié)晶現(xiàn)象。在pH為10.2，進藥濃度200mg/L時，反應(yīng)器進藥比由1.2提高到3.6過程中，系統(tǒng)微晶由0.5-1%增加到了30%左右，原因為高進藥比條件下形成的為機械強度低的小球狀晶體。在pH為10.2，進藥比為1:1.2時，反應(yīng)器進藥濃度由200mg/L提高到700mg/L的過程中，系統(tǒng)微晶產(chǎn)率由0.5%增加到了8%，反應(yīng)器效率降低到90%，系統(tǒng)中出水微晶的增加是因為微晶成核速率的增加。通過不同運行條件下FBR中過飽和度對比

4、研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)BR中發(fā)生的成核方式為均相和非均相兩種成核方式。
　　CSTR中，底部微孔曝氣強度為100mL/min時，溶液中離子能混合均勻。在進藥比1:1.2，進藥濃度10mg/L時，調(diào)節(jié)pH為8.2、9.2、10.1、11.1、12.5，玻片單位面積結(jié)晶量隨著pH升高逐漸降低，pH為12.5時，系統(tǒng)中發(fā)生了鈣鎂共結(jié)晶現(xiàn)象。在pH為8.2，在進藥比1:1.2，調(diào)節(jié)進藥濃度為10mg/L、30mg/L、50 mg/L時，玻片單位面積

5、結(jié)晶量分別為0.18 mg/cm2，0.32 mg/cm2，0.48 mg/cm2，玻片結(jié)晶量并未與濃度成比例增加，因為濃度的提高增加了微晶成核速率，大量晶核形成沉淀在反應(yīng)器底部。在pH為8.2，進藥濃度為10mg/L時，調(diào)節(jié)進藥比為1:1.2、1:2.4、1:3.6時，玻片單位面積結(jié)晶量分別為0.18 mg/cm2，0.16 mg/cm2，0.11 mg/cm2，高進藥比條件下，誘導(dǎo)產(chǎn)物為機械強度差的100—200nm的小球狀晶體。C