[發(fā)明專利]顆粒二氧化鈦處理酸性廢水中高濃度砷與鎘的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410143375.3
• 申請日: 2014-04-10
• 公開（公告）號: CN104973710B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發(fā)明（設計）人: 景傳勇;閻莉
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;B01J20/34;C01G28/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提出了一種利用顆粒二氧化鈦處理酸性廢水中高濃度砷與鎘的方法。利用石灰乳和工業(yè)級NaOH將廢水的pH調至7，然后使其連續(xù)通過填裝有顆粒TiO₂的三個串聯(lián)濾柱。經過連續(xù)三次吸附，最后排出水中的砷和鎘濃度均達到國家污水排放標準。本發(fā)明方法可有效去除廢水中的高濃度三價砷和重金屬離子鎘，吸附劑可重復利用，同時可以回收砷，整個工藝流程幾乎不產生廢渣，對環(huán)境友好的同時可產生經濟效益。

技術領域

本發(fā)明涉及一種利用顆粒二氧化鈦處理酸性廢水中高濃度砷與鎘的方法，屬環(huán)境科學與技術領域。

技術背景

人為采礦等工業(yè)活動促進了含砷酸性廢水的排放，其排放的污水中不僅含有高濃度砷，而且存在多種共存重金屬離子，近年來對工業(yè)廢水中砷及重金屬的去除研究受到廣泛關注。目前，國內外處理含砷廢水的主要方法有沉淀法、吸附法、離子交換法、反滲透法及生物法等。沉淀法中常用的沉淀劑有硫化物、鐵鹽、鋁鹽、鈣鹽、石灰水等。其中應用最廣泛的方法是高密度污泥法（HDS），該方法先利用鈣化合物中和廢水到一定pH值，然后加入鐵鹽來沉淀和吸附砷，從而達到去除廢水中砷的目的。沉淀法工藝簡單，操作方便，但處理成本較高，工藝運行不穩(wěn)定，處理后的外排水中砷含量及共存重金屬遠不能達到工業(yè)水排放標準，而且該方法需要大量的沉淀劑，產生的大量含砷廢渣無法利用，長期堆積容易造成二次污染。

吸附法作為一種經濟有效的除砷方法目前已被廣泛應用于砷的去除研究上，常見的吸附劑有鐵鋁氧化物、活性炭、功能樹脂、稀土元素以及各種天然礦物等。納米TiO₂因其具有較大的比表面積和較好的穩(wěn)定性而對高砷污酸廢水中的砷有很好的吸附去除效果。但使用納米TiO₂處理工業(yè)廢水時，存在的一個很大問題是粉末吸附劑不易回收，其再生效果差，而且使用后的吸附劑在環(huán)境中容易遷移，成為砷二次釋放的潛在污染源。

發(fā)明內容

為了克服傳統(tǒng)除砷工藝中砷二次釋放的難點，本申請的發(fā)明人進行了反復的深入研究，從而提出了一個更為完整的處理酸性廢水中高濃度砷與鎘的方法，該方法能有效去除工業(yè)廢水中的高濃度砷及鎘，經處理后的外排液滿足環(huán)境法規(guī)下的限制規(guī)定。本發(fā)明所使用的顆粒狀吸附劑經過再生后可以循環(huán)使用，吸附劑再生過程中幾乎不產生廢渣，與其他處理工藝比較，沉渣量大大減小，通過進一步回收反洗脫附下來的砷，可產生經濟效益。本發(fā)明的目的在于提供一種處理酸性廢水中高濃度砷與鎘的新方法。

通過下面的描述來闡明本發(fā)明的具體內容：

（1）本發(fā)明中使用的TiO₂吸附劑是申請人自主合成的顆粒TiO₂，尺寸為0.25～0.42mm，比表面積為196m²/g。將顆粒TiO₂填充三個連續(xù)串聯(lián)的吸附柱，濾柱長16cm，直徑為1.2cm，填裝20g TiO₂顆粒。

（2）酸性廢水原液的處理方法：酸性廢水原液pH為1.4，含砷量為3310mg/L，含鎘量為369mg/L。首先利用石灰乳將高砷酸性廢水的pH調至4，過0.45μm的濾膜將其分離成固體和液體，分離后的液體加入工業(yè)級NaOH將其pH調至7，固液分離得到濾液。

（3）吸附方法：將（2）中濾液以上向流方式泵入吸附柱中進行連續(xù)吸附去除。設定流速為0.6mL/min，空床接觸時間為30min。在每個柱子的出水處隔時取樣并檢測pH，在保證第三個柱子出水處的砷及鎘濃度均達標的情況下，當?shù)谝粋€柱子達到吸附飽和時，停止濾柱實驗，將柱子中的TiO₂顆粒轉移至100mL聚四氟乙烯塑料瓶中進行反洗再生。