[發明專利]在線合成類水滑石去除廢水中汞、鉛或鎘離子的方法

有效

• 申請號: 200910018761.9
• 申請日: 2009-09-17
• 公開（公告）號: CN101653717A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 杜斌;魏琴;劉慶;喬壯明;姚振興;閆良國;鄭顯鵬;辛曉東
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: B01J20/10
• 分類號: B01J20/10;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司
• 代理人: 周慰曾

技術領域

本發明涉及一種去除廢水中汞、鉛、鎘離子的方法，屬于廢水治理技術領域，特別涉及在廢水處理過程中利用在線合成類水滑石化合物去除廢水中汞、鉛或鎘離子的方法。

背景技術

隨著現代社會工業化程度的不斷提高，人們向自然界排放的金屬廢棄物越來越多，特別是工業生產過程中產生的含汞、鉛、鎘廢水造成了嚴重的環境污染。汞、鉛、鎘離子具有一定的毒性，排入環境后不易被降解去除，而是在環境中長期積累，而且還可以通過食物鏈在各級生物之間傳遞，對生物和人體產生極大的毒害作用。因此，必須嚴格控制鎘離子的排放，如果任其排放到自然界中，勢必對人類賴以生存的自然環境造成嚴重的污染。而類水滑石化合物(HTLcs)具有類似于水鎂石的層狀結構，基本結構式為：[M_1-x²⁺M_x³⁺(OH)₂](A^n-)_x/n·yH₂O，其中M²⁺代表層板上的二價陽離子。HTLcs層板上的二價陽離子具有可調控性，一定條件下可將汞、鉛、鎘等二價金屬陽離子引入其結構中合成不同的HTLcs，同時可以去除水中的鎘離子。

汞、鉛、鎘離子的去除方法以及類水滑石吸附水中的重金屬離子等技術已有公開，如CN1064226公開了一種用于生活飲用水凈化的高效能、可再生的脫鉛離子篩的制造方法和該離子篩的應用。脫鉛離子篩是在硅膠載附的鈦化物上，引入適量鉛離子，經熱處理使之固位，再將鉛離子洗脫，即在該復合物內部布滿了與鉛離子相適應的特定篩孔。應用時，待凈化的水體，不需任何處理，即可直接通入裝有本離子篩的吸附柱，從而達到脫鉛凈化之目的。CN1994916公開了一種去除水中二價鎘離子的鋼渣組合物及其制法和應用，所說的鋼渣的組分和含量至少包括：質量分數為30％～50％的CaO，10％～30％的SiO₂和5％～40％的Fe₂O₃，其鋼渣組合物為成分的吸附劑具有吸附性能優異、操作簡單、無毒害作用、價格低廉、環保效益顯著等特點。CN101033095公開了一種去除水中微量汞、鎘離子的改性水滑石制備方法，以氨基酸作為主要改性源，對水滑石進行改性，利用水相沉淀熱結晶法制備改性水滑石，通過控制干燥方式，使其在結構上實現優化。

以上去除廢水中汞、鉛、鎘離子的方法都是采用先合成吸附劑，再進行離線的吸附這種方式。首先在固體吸附劑的合成中需要復雜的固液分離過程；并且在吸附劑的制備和鎘離子的吸附這兩個過程中需要兩套儀器設備，增加了處理的成本。

發明內容

針對現有技術方法的不足，提供一種在線合成類水滑石去除廢水中汞、鉛、鎘離子的方法，實現低成本、高效率的處理廢水中汞、鉛、鎘離子，使廢水中的汞、鉛、鎘離子的濃度降低至國家標準允許的排放濃度以下。

本發明的技術方案如下：

在線合成類水滑石去除廢水中汞、鉛或鎘離子的方法，步驟如下：

(1)含鎂離子、鋁離子的混合鹽溶液的配制

將硝酸鎂和硝酸鋁溶于去離子水中，得到鎂鋁摩爾比為1～2∶1的含鎂離子、鋁離子的混合鹽溶液；

(2)取含汞、鉛或鎘離子的廢水，測定其中汞、鉛或鎘離子的濃度為5.0～10.0mg/L時備用；當廢水中汞、鉛或鎘離子的濃度高于10.0mg/L時，加水稀釋至汞、鉛或鎘離子的濃度至5.0～10.0mg/L；

(3)按照體積比1∶1，將步驟(1)的含鎂離子、鋁離子的混合鹽溶液加入到步驟(2)的廢水中混合，同時滴加氫氧化鈉溶液，控制反應液的pH值為8.5～9.0，在磁力攪拌的條件下反應50～60min；

(4)抽濾，用水洗滌固體3～5次，在70℃下干燥24h，得類水滑石化合物。濾液用于重金屬離子濃度分析，測定其中汞、鉛或鎘離子的含量，符合《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)的排放標準以下排放。

優選的，步驟(3)中氫氧化鈉溶液質量濃度為100g/L。

當去除廢水中汞離子時，優選的，步驟(1)混合鹽溶液的鎂鋁摩爾比為1∶1，步驟(3)中的反應液的pH值為8.5；步驟(1)混合鹽溶液的鎂鋁摩爾比為1∶2，步驟(3)中的反應液的pH值為9.0。

當去除廢水中鉛離子或鎘離子時，優選的，步驟(1)混合鹽溶液的鎂鋁摩爾比為1∶1，步驟(3)中的反應液的pH值為9.0；步驟(1)混合鹽溶液的鎂鋁摩爾比為1∶2，步驟(3)中的反應液的pH值為8.5。