[發(fā)明專利]一種含鉈重金屬廢水深度處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410001046.5
• 申請日: 2014-01-02
• 公開（公告）號: CN103693819A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 柴立元;蔣國民;王慶偉;王振興;彭兵;閔小波;楊志輝;陳潤華
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué);長沙賽恩斯環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 袁靖

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是含鉈重金屬工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含鉈重金屬廢水深度處理的方法。

背景技術(shù)：

鉈(Tl)是一種典型的分散元素，被廣泛應(yīng)用于如國防、航天、電子、通訊、衛(wèi)生等重要領(lǐng)域。目前世界上已經(jīng)報道了56種鉈礦物，世界每年生產(chǎn)使用的鉈不到15t，而每年由工業(yè)所排放的鉈大約有2000～5000t，帶來了諸如土壤鉈污染、水體鉈污染、人畜慢性鉈中毒等一系列環(huán)境污染問題。鉈的豐度很低(0.75mg/kg)，相對而言，鉈造成的環(huán)境污染問題沒有像As、Cd、Pb、Hg等元素普遍，目前鉈尚未納入各級環(huán)保部門的監(jiān)測范圍，尤其在我國土壤、水等污染研究中常常被排斥在研究對象之外，從而造成了行業(yè)標準（鉛鋅工業(yè)污染物排放標準GB25466-2010）、甚至國家標準（污水綜合排放標準GB8978-1996）對污染物鉈排放指標的缺失，而鉈對哺乳動物的毒性遠大于Hg、Pb、As等，人的致死量僅為10～15mg/kg。近年來國內(nèi)先后發(fā)生了多起大型的鉈污染事件，廢水中鉈污染問題引起了全社會的廣泛關(guān)注。

目前，含鉈廢水主要處理工藝：（1）化學(xué)氧化沉淀法：（國家知識產(chǎn)權(quán)局1992年12月23日授權(quán)公告了一種“含鉈廢水處理方法”）（公開號：1067229）主要是在氧化和堿性條件下，鉈從一價向三價轉(zhuǎn)化，可在污染水體中加入氧化劑和堿性物質(zhì)(如石灰等)，使鉈形成沉淀去除；硫化沉淀法：（國家知識產(chǎn)權(quán)局2007年5月23日授權(quán)公告了一種“含鉈廢水處理方法”）（公開號：1317205c）通過添加粉末黃鐵礦來引入硫和鐵，主要原理為堿性還原條件下（pH＞7.4，Eh＜-200mv），通過添加硫化物的方式，Tl⁺可形成Tl₂S沉淀，廢水中的鉈可以降低到2.0μg/L水平，限于沉淀物的溶度積限值，然而無法達到0.1μg/L《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838-2002）要求；氯化沉淀法：飽和NaCl溶液可以促使廢水中Tl⁺以TlCl形式有效沉淀，廢水中鉈的濃度可以降低到2μg/L的水平，無法進行深度處理，不能滿足排放要求；沉淀法工藝簡單，處理效果較好，但是被處理后廢水中含硫量>1mg/L，不能排放，存在二次污染，難以穩(wěn)定達到標準。（2）吸附法：吸附法又可分為一般吸附和離子選擇吸附，利用鉈易被“海綿吸附體”吸附的性質(zhì)，在被污染水體中加入MnO(固)等吸附劑，降低鉈的活動速率并使其沉淀；美國EPA推薦了用活性Al凈化法和離子交換法來治理含量不是很高(＜10μg/L)的飲用水，用該方法處理后的飲用水鉈含量可以降低到2ug/L的飲用標準，不過該方法成本較高（81.321美元/kg鉈），且只適用于低濃度(＜10μg/L)的含鉈廢水處理，在大量含鉈廢水的處理過程中難以推廣應(yīng)用。（3）膜法：膜法主要超濾法、反滲透和電滲析法，這些方法只能起到分離濃縮的作用，難以從水中徹底去除含鉈污染物。（4）生物法：利用鉈耐受性菌株絮凝處理鉈礦山廢水，其去除率最高可達70.8%（pH=8，溫度為16℃，攪拌時間為4min），生物法微生物的耐受性及抗沖擊負荷仍然局限其應(yīng)用。鑒于以上方法存在的不足，需開發(fā)含鉈重金屬廢水高效深度凈化新方法。

本發(fā)明采用生物脫鉈劑與化學(xué)脫鉈劑協(xié)同處理工藝，利用化學(xué)脫鉈劑對鉈的預(yù)脫除及生物脫鉈劑多基團的協(xié)同作用，可將廢水中鉈濃度由幾百mg/L的含量降至0.1μg/L以下，鉈濃度可以穩(wěn)定達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838-2002）（0.1μg/L）限值。該工藝可在現(xiàn)有設(shè)施上改造運行，可大量節(jié)約投資成本，工藝簡單，成本低廉，運行穩(wěn)定，具有很好的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種高效、低成本處理工業(yè)含鉈重金屬廢水的方法，該方法避免了二次污染，可在現(xiàn)有設(shè)施上改造運行，適合大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。

一種含鉈重金屬廢水深度處理方法，包括以下步驟：

（1）對含鉈重金屬廢水進行預(yù)處理，預(yù)處理是用堿調(diào)節(jié)廢水pH值至9.5～11.5，按化學(xué)脫鉈劑與鉈的質(zhì)量比為0.5～1.5:1加入化學(xué)脫鉈劑，攪拌反應(yīng)15～30min；

（2）步驟（1）所得溶液加入生物脫鉈劑攪拌反應(yīng)15～30min，生物脫鉈劑與溶液的質(zhì)量體積比為50～500g/m³；

（3）步驟（2）所得溶液加堿調(diào)pH值至11-11.5，攪拌反應(yīng)10～20min，再加入5～50g/m³的絮凝劑，攪拌反應(yīng)10～20min，固液分離；