钢铁厂酸洗废水的处理及资源化研究申报书.doc

滨 州 学 院2015年度大学生研究训练计划（SRTP）项 目 立 项申 报 书项目名称： 钢铁厂酸洗废水的处理及资源化研究学科类别： 能 源 化 工 项目负责人： 所在系（院）、年级： 化学工程系2013级 填表时间： 2014年11月25日 项目类别： 文科类 理科类共青团滨州学院委员会制项 目 情 况 简 介项目名称钢铁厂酸洗废水的处理及资源化研究项目类别文科类（ ） 理科类（）关键词（最多五个）酸洗废水；Fe-C微电解；聚硅硫酸铝铁混合絮凝剂项目研究内容摘要（200字以内）针对钢铁生产过程中产生的大量难以处理的酸洗废水，我们采用Fe-C微电解法，将铁屑和石墨投入预处理后的废水中，降低废水的强酸性，减轻对环境的危害。并且将废水中的铁离子引入后续加入的硅酸钠和硫酸铝中制取的复合型絮凝剂,兼具电中和作用和吸附架桥网捕作用,具有优良的絮凝效果且安全无毒,已成为无机絮凝剂的研究热点之一，有着广阔的市场。项目立项依据（研究意义、国内外研究现状及分析，附主要参考文献目录。基础研究需结合科学研究发展趋势来论述科学意义；应用研究需结合国民经济和社会发展中迫切需要解决的关键科技问题来论述其应用前景。300字以内）一、研究意义：随着社会经济的发展，全国钢铁制造业每年约产生1.2亿2亿吨钢铁酸洗废水，酸洗废水是钢材酸洗工艺中排放的一种高浓度铁离子酸性废水,对环境有极大危害。因而找到切实可行的处理方法已成为重中之重。二、国内外研究现状及分析：目前国内主要采用处理方法主要有：吸附法、沉淀法、离子交换法、膜分离法、浮选法。其中，吸附法系统庞大，运转费用高，吸附率低；沉淀法产生大量泥渣，不易处理，造成二次污染；离子交换法处理能力有限，一次性投入成本高；膜分离法需在一定压力下进行，对设备要求高，后期成本高。而Fe-C微电解法处理酸洗废水原理简单，降低废水危害程度将铁离子引入聚硅酸中制取的复合型絮凝剂，在酸洗废水治理领域有广阔的前景。参考文献（禁止出现作者，但必须有文章题目、期刊名、卷期页码）硫酸渣资源化开发与利用.M.化学工业出版.2012.5.钢铁酸洗废水制备聚磷氯化硫酸铝及其对制革废水的去除性能.J.2014中国环境科学学会学术年会论文.41294135.Fe-C微电解法处理压裂废水的研究.J.西南石油学院报.25.6.5356.聚硅酸硫酸铁絮凝剂的研制.J.临沂师范学院学报.25.6.4548.聚合硫酸铁的制备及其混凝处理工业废水的研究.D.硕士学位论文.湖南大学.2008.项 目 情 况 简 介研究内容、研究目标以及拟解决的关键问题（此部分为重点阐述内容，700字以内）一、研究内容：1,酸洗硫酸废水的预处理根据钢铁厂硫酸废水中杂质离子的含量及其特性，采用过滤、絮凝等方法将杂质离子分离、处理。2、加入铁屑、石墨，构成无数微小原电池往硫酸废水中加入过量的铁屑和石墨，根据铁、碳活泼性不同，在硫酸废水中构成无数微小原电池，从而大幅度提高反应速率，并考察溶液的pH、温度等因素对亚铁生成速率的影响，达到最佳的生成条件。3、加入硫酸铝、硅酸钠，共融聚合形成高分子共融聚合物往硫酸亚铁溶液中加入硅酸钠，硫酸铝及氧化剂，重点观察硫酸铝、硅酸钠的加入量对絮凝剂产生的影响，从而确定制得聚硅硫酸铝铁絮剂的最佳填入量。并通过对比实验，得出硫酸铝、硅酸钠对聚硅硫酸铝铁絮凝剂的影响效果。根据最佳合成路线，合成高分子共融聚合物。二、研究目标： 1、研究Fe-C原电池原理对反应速率的影响程度，以及对酸洗废水的处理效果； 2、研究硅酸钠、硫酸铝的最佳投入量，得出其影响絮凝剂性能的规律；三、拟解决的关键问题： 1：分析酸洗废水的成分，浓度，并进行杂质预处理2：如何加速铁与酸洗废水的反应速虑，及达到的处理效果3：得出硅酸钠、硫酸铝最佳投入量对絮凝剂性能的影响项 目 情 况 简 介拟采取的研究方案及可行性分析（包括有关方法、技术路线、实验手段、关键技术等说明，500字以内）一、拟采取的研究方案：1、将预处理后的钢铁酸洗废水，利用Fe-C微电解法，通过加入的铁屑和石墨，在废水中构成原电池，加速反应速率。从而开展溶液pH值，温度对反应程度的影响研究。确定最佳的反应条件，使溶液达到共熔聚合的条件。2、采用控制变量法探究硅酸钠，硫酸铝的投入量对絮凝剂性能影响的规律。进而得出制备聚硅硫酸铝铁混合絮凝剂的最佳条件。二、可行性分析：1、根据文献分析，实验在原理上可行。2、指导教师专业知识丰富，研究方向与本项目课题基本吻合。3、实验室设备齐全，所需各类实验仪器均可使用。4、人员组成合理，课题组成员专业基础知识扎实，团队合作精神强。本项目的特色与创新之处（200字以内）特色和创新之处：1、在钢铁酸洗废水过程中，我们贴合钢铁厂生产实际，加入废铁屑降低废水酸度，调节铁离子价态。创新的加入石墨运用原电池原理，大幅度的提高反应速率，从而保证工业生产的实际需要。2、将废水中的铁离子引入后续加入的硅酸钠和硫酸铝中制备兼具电中和作用和吸附架桥网捕作用的聚硅硫酸铝铁混合絮凝剂。其优良的絮凝效果使其有广阔的市场，提高了生产收益。经费预算及说明科 目申请经费备 注（计算依据与说明）、科研业务费200（1）测试/计算/分析费100（2）调研/文献/信息传播费100文献资料复印，课题宣传（3）其他2、实验材料费300（1）原材料/试剂/药品购置费200硅酸钠，硫酸铝，石墨（2）其他1003、仪器设备费300磁力恒速搅拌器，FH2-2F型 pH计（1）购置150（2）试制150合 计800研究计划及预期研究结果一、研究计划2014年11月2015年02月收集、整理文献资料确定详细的实验方案2015年02月2015年08月进行酸洗废水的处理实验，得出Fe-C微电解法对反应速率的影响程度；得出硅酸钠和硫酸铝的最佳投入量，及其影响混合絮凝剂的性能规律。2015年08月2015年10月整理实验数据,根据实际情况拟申请专利2015年10月2015年11月撰写结项报告二、预期研究结果1、得出Fe-C微电解法中铁碳的投入比例并实现对酸洗废水的高效处理。2、得出硅酸钠和硫酸铝对混合絮凝剂性能的影响规律，制取试验样品3、整理实验数据，完成项目总结报告。 项目负责人情况姓名性别男出生年月1994.09民族汉所在单位联系方式项目组其他成员情况姓名性别出生年月所在单位项目分工男絮凝剂聚合实验设计、操作女1994.09化实验数据的记录处理女1994.04酸洗废水处理实验设计男1994.09汇总实验结