络合陶瓷膜耦合技术实现含铜废水资源化研究_欧冠买球用什么软件

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欧冠买球用什么软件|第一章引言1.1研究背景1.1.1重金属废水污染现状中国是一个缺水国家,人均淡水资源不足世界人均淡水资源的1/4。目前,全国600多个城市中有400多个城市严重缺水,其中110个城市严重缺水。全国每年缺水500亿立方米左右,很多河流经常多次断流,严重影响了沿江居民的水市场需求。

水利部《21世纪中国水供需》预测,2010年后,中国将开始进入严重缺水时期,到2030年,中国将出现频繁的缺水高峰,已经成为制约中国经济社会发展的瓶颈。我国水资源短缺形势严峻,环境污染造成的水质性缺水十分严重。2008年,我国废水和废气总量约为572亿吨,其中工业废水约占40%。

长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河水质普遍受到中度污染。全国118个大城市中,97.5%的浅层地下水受到一定程度的污染,其中约40%污染严重。重金属废水是一种罕见的小排量工业废水。重金属废水的废气一方面造成水资源的萎缩和金属资源的浪费,另一方面重金属废水造成的环境污染对居民健康构成严重威胁。

我国重金属废水污染状况十分严重,河流和湖泊的污染亲和力约为80.1%。】,城市河流重金属的微克现象相当严重。35.11%的河段总汞含量和18.46%的河段总镉含量达到三级水质标准,25%的河段经常出现铅含量的微克级样品。重金属废水最终通过河流转移到海洋,往往会在一些海域造成重金属微克。

根据我国沿海水域海水采样分析,铅的微克亲和力接近62.9%,最大值比一类海水标准值高49.0倍,铜的微克亲和力超过25.9%,经常出现汞和镉的微克现象。重金属废水已经成为对环境危害最严重的工业废水之一。

水中废气中的重金属对居民的生命健康是一大隐患。因此,维护水资源和治理重金属废水污染迫在眉睫。1.1.2重金属废水的危害重金属废水主要来源于矿山铁矿、机械加工、金属冶金、电镀、皮革加工、化工等企业。随着工业的发展,市场对重金属的应用需求越来越大,废水中重金属的种类和数量也大大增加。

重金属废水是一种危害大、流动性强、不可生物降解的工业废水。一些重金属转移到水中后,被体内丰富的水生植物和鱼类吸收,进而通过食物链危害人体健康;其他大部分重金属都是由水体中的各种胶体和其他颗粒传导,在水体底部被包裹和截留[]。重金属废水危害多年,无法管理,不仅浪费资源,而且严重威胁人类和其他生物的生存环境。

(1)含铜废水的危害铜是人类生产生活中不可缺少的有色过渡金属之一,也是人体必需的微量元素。铜对人体肝脏、酶活性、细胞生长和内分泌腺功能影响最大。但是,如果将含铜废水排入天然水体,即使是低浓度的含铜废水也不会对生物和人类健康构成潜在威胁[]。

当水中铜含量超过0.01mg/L时,不会显著诱发水的生化耗氧过程,直接影响水的自净能力。当浓度超过0.1 ~ 0.2毫克/升时,可杀死鱼类。

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水达到3.0毫克/升时不会产生异味.如果人体摄入太多的铜,它就会中毒
镍及其化合物可以通过多种途径转移到人体内,对多种器官有害,主要蓄积在脑、肺、脊髓、五脏等最重要的器官,其中肺最多,诱导酶系统。人体摄入大量含镍化合物时,不会对肠胃产生性刺激,会再次引起腹痛口渴、腹泻、水解等症状[]。

镍可引起皮肤炎症和神经衰弱;还能影响心血管功能,触发心肌传导功能的转换;可引起生育力下降,具有致畸性和致突变性。(3)含铬废水的危害铬是人体必需的微量元素,在水溶液中一般不存在三价或六价状态。三价铬对人体完全没有危害,也没有发现工业中毒的报道。

是对人体有益的元素,具有转录胰岛素调节血糖的功能;但六价铬在生物体内会积累,毒性很强,毒性比三价铬低近100倍。能破坏皮肤、呼吸系统和内脏,氧化作用强。

慢性中毒常始于局部损伤,通过呼吸道、皮肤、粘膜侵入机体,引起鼻炎、咽炎、喉炎、支气管炎,甚至鼻癌、肺癌[]。(4)含汞废水的危害汞是唯一在常温常压下不以液态存在的金属,广泛用于工业化学品和电子或电气产品的生产。汞在室温下不易冷却形成蒸汽,吸附力强,毒性大。

汞可以在消化时间快的生物体内积累,容易被皮肤、呼吸道和消化道吸收。还能破坏中枢神经系统,对口腔、黏膜、牙齿有不良影响。日本再次发生的“水俣病”是由金属汞污染引起的[]。

(5)含铅废水的危害铅分布广泛,易提取。长期以来被人类广泛使用。然而,自20世纪80年代中期以来,铅的应用开始急剧增加,主要是由于其生理功能和环境污染。水中铅超标不会造成水生生物中毒甚至死亡;人体内的铅主要通过消化道和呼吸道转移,随着血液循环在人体主要器官中产生。

铅中毒只有在过度积累后才能引起。惊人的效果是损害肝脏和心血管系统、甲状腺功能、神经系统和肾脏。引起贫血、头痛、疲劳、肾炎、周围神经炎,以及运动障碍和感觉障碍等常见症状。

1.1.3铜资源再利用现状中国的铜资源短缺形势非常不利,中国的铜消费量约占世界消费量的20%,是世界上最大的铜消费国,然而,中国的铜资源人均储量接近世界平均水平的一半,而中国有色金属资源短缺的供需矛盾尤为严重[]。铜资源的短缺导致了中国废铜利用率的降低。为了增加铜的进口,防止中国的铜工业受到其他国家的限制,充分利用废铜资源已经成为缓解这一问题的现实和不现实的途径。

中国废铜市场发展迅速,国内近三分之一的铜消费来自废铜的再利用。据调查计算,从2005年到2009年,国内废铜再利用量从30万吨快速增长到47万吨,快速增长56.5%。

2009年,国内废铜得到再利用,电力行业是主要来源,占废铜再利用总量的46.3%,家电、建筑和交通行业分别占14.2%、12.1%和9.6%。废铜的再利用区域集中在江苏、浙江、华南和华北。中国的铜消费量在20世纪90年代末和21世纪初大幅增加,废铜在中国的再利用预计将达到顶峰。随着中国经济的发展,废铜的再利用在未来将保持较高的增长率。

中国80%的废铜加工企业产于渤海湾地区、珠江三角洲和长江三角洲
进入21世纪以来,从清洁生产和循环经济的角度出发,希望反对发展可再生资源产业,国家先后出台了一系列资金、税收等方面的优惠扶持政策,可再生资源回收产业取得了快速发展。截至2006年至2011年,中国可再生资源产业工业总产值年均填充增长率超过50.49%。

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2011年,中国995家规模以上再生资源企业建成工业总产值2986.98亿元。第三章格氏试剂反应平衡常数的测定3.1格氏试剂-陶瓷膜耦合试验金属配合物的稳定性是影响格氏试剂-陶瓷膜耦合过程的关键因素。格氏试剂反应的平衡常数可以用来决定络合物在水溶液中的稳定性。

平衡常数值越大,对复杂的响应越稳定。格氏试剂-陶瓷膜耦合技术能否有效去除水溶液中的重金属离子,主要取决于络合物与重金属离子的反应程度。如果水溶液中的重金属离子几乎可以与织网剂结合形成较小尺寸的金属络合物,并被陶瓷膜积累,废水中的重金属几乎可以被有效去除。因此,为了区分格氏试剂反应的去折叠程度,明确反应原理,需要确定分解配合物的格氏试剂反应的平衡常数。

根据2.5.1所述的方法,用格氏试剂-陶瓷膜耦合过程测定格氏试剂的反应平衡常数。在操作压力为0.2兆帕的条件下,对10毫克/升模拟含铜废水进行处理,确定了酸碱度和结网剂/金属离子的质量浓度比,并测定了铜离子、聚丙烯酸和壳聚糖络合物的平衡常数。

结果如表3.1的右图所示。3.2本章总结(1)从表3.1可以看出,自由金属离子和金属络合物是通过陶瓷膜处理分离的,络合物的计算和扣除的平衡常数与文献中电位滴定法测定的结果完全一致,因此该方法不切实际。

(2)从实验结果可以看出,在pH=2和pH=1.25时,由Cu2、PAA和CTS组成的配合物的平衡常数相对较小,这说明PAA-Cu和CTS-Cu的配合物在这种酸性条件下不稳定,容易解离,从而获得了以前酸解再利用PAA和CTS的可行性。(3)Cu与PAA和CTS反应的平衡常数不同,说明PAA与CTS格氏试剂Cu2的亲和力不同,其中PAA-Cu平衡常数大于CTS-Cu,PAA对Cu2的亲和力大于CTS。有可能是PAA依靠羧基静电作用于格氏试剂Cu2,而CTS同时含有络合的氨基和相邻位置的羟基,可以起到离子键和氢键的作用,首页从而与Cu2形成更稳定的配合物。因此,CTS-Cu的平衡常数小于PAA-Cu,CTS与Cu2的结合力更强,这一点已被后续实验所证实。

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