[發明專利]一種含重金屬及砷的廢水凈化方法

無效

• 申請號: 201210260206.9
• 申請日: 2012-07-25
• 公開（公告）號: CN102765831A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 王學文;王明玉
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F101/20
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明涉及一種含重金屬及砷的廢水凈化方法。屬于廢水凈化技術領域。

背景技術

冶金及化工行業過程會產生大量的含釩、鉻、錳、鈷、鎳、銻、鉍、銅、鋅、鎘、鉛、錫等重金屬及砷等有害元素的廢水。目前含重金屬廢水的凈化方法較多，其中包括中和水解法、硫化物沉淀法、難溶氯化物沉淀法、氧化-還原化學法、微生物法等。中和水解法雖然操作簡單，但凈化效果往往不夠理想，因為不同的金屬離子的水解pH不同，且同一種金屬不同價態的離子，在同一pH條件下的存在形式也不同。盡管重金屬硫化物及砷的硫化物在水中的溶解度都很小，但在濃度較低的重金屬廢水中加入硫化劑，金屬硫化物的析出也不完全。因此，對于成分復雜的含重金屬廢水往往要采用多種凈化方法組合進行治理，才能達標排放，從而使得廢水凈化工藝復雜，廢水處理成本高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種操作簡便，能有效去廢水中的重金屬及砷等有害元素，工藝簡單，處理成本低的含重金屬及砷的廢水凈化方法。

本發明一種含重金屬及砷的廢水凈化方法，是采用下述方案實現的：

在含重金屬廢水中加入硫酸或可溶性的硫酸鹽，使溶液中的SO₄^2-濃度達到5~150g/L，再按廢水中高價錳、鉻、釩還原成Mn²⁺、Cr³⁺、V⁴⁺或V³⁺化學反應計量總數的1~6倍加入還原劑，0~80℃攪拌0.1~3h，然后攪拌加入碳酸鈣預調溶液的pH值至3.5~5.5，最后加氧化鈣或氫氧化鈣中和，使溶液的pH值升至7~12，促使溶液中的重金屬及砷沉淀析出，過濾后濾液達標排放或回用，濾渣回收處理。

本發明一種含重金屬及砷的廢水凈化方法，所述的重金屬包括V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Hg、Tl、Sn、Pb、Sb、Bi中的至少一種。

本發明一種含重金屬及砷的廢水凈化方法，所述硫酸鹽選自K₂SO₄、KHSO₄、Na₂SO₄、NaHSO₄、(NH₄)₂SO₄、NH₄HSO₄、Fe₂(SO₄)₃、FeSO₄、MgSO₄中的一種。

本發明一種含重金屬及砷的廢水凈化方法，所述還原劑選自鐵粉、鋅粉、鋁粉、硫代硫酸鈉、亞硫酸鈉、二氧化硫、硫酸亞鐵、氯化亞鐵、硫化氫、硫化鈉中的一種。

本發明一種含重金屬及砷的廢水凈化方法，所述預調溶液pH值至3.5~5.5是在0~60℃的溫度下攪拌0.5~5h完成。

本發明一種含重金屬及砷的廢水凈化方法，所述加氧化鈣或氫氧化鈣中和，反應溫度0~80℃，攪拌時間0.5~3.5h。

本發明與已有的技術相比具有以下優點及效果：

本發明由于采用上述工藝方法，在含重金屬及砷的廢水中加入硫酸或可溶性的硫酸鹽，確保溶液中含有一定量的硫酸根，從而在溶液預調pH值及中和過程形成對重金屬及砷的沉淀物具有吸附性且易于過濾的石膏；加還原劑，使溶液中高價的錳、鉻、釩陰離子還原成Mn(II)、Cr(III)、V(IV)或V(III)的低價陽離子；利用沉淀凈化技術，以碳酸根或碳酸氫根為重金屬陽離子的沉淀劑，以石膏為砷和重金屬沉淀的誘導劑及沉淀物的吸附劑，使溶液中的重金屬在pH值為7~12的條件下，以碳酸鹽或堿式碳酸鹽的形式沉淀析出，砷則以砷酸鹽或亞砷酸鹽的形式沉淀析出。在該pH條件下，大多數重金屬的碳酸鹽或堿式碳酸鹽的溶解度較其氫氧化物的溶解度小得多，沉淀更徹底。加入碳酸鈣預調溶液pH值至3.5~5.5，促使碳酸根或碳酸氫根離子進入溶液，以便在石灰中和過程形成大量的石膏、碳酸鹽及堿式碳酸鹽，從而吸附和包裹砷和重金屬沉淀物。石膏、碳酸鹽及堿式碳酸鹽的形成，極大地改善了沉淀法凈化廢水的液固分離性能。過濾得到的含重金屬及砷的石膏渣性能穩定，便于堆存和保管。通過本發明工藝的整體重新設計，各個步驟間的相互配合，因而可有效去除含重金屬廢水中的重金屬和砷等有害元素，也符合我國節能減排、環境保護技術改造的發展趨勢。

具體實施方式