[發(fā)明專利]堿式碳酸鎂沉淀吸附法處理含重金屬離子廢水的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410155985.5
• 申請(qǐng)日: 2014-04-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103936199A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 暢永鋒;韓超;路殿坤;李斌川;謝鋒;符巖;翟秀靜;張廷安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F9/04
• 分類號(hào): C02F9/04;C02F1/52;C22B7/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種堿式碳酸鎂沉淀吸附法處理含重金屬離子廢水的方法。

背景技術(shù)

重金屬能在土壤、水體中積累，又無(wú)法被微生物降解，只能轉(zhuǎn)移存在位置或改變其物理、化學(xué)形態(tài)；因而，重金屬是一種“永久性”的污染物；此外，重金屬還會(huì)以生物富集的形式，構(gòu)成食物鏈危及人類；因此，需要研究使用正確、高效的方式處理重金屬?gòu)U水，且避免二次污染。

目前，含重金屬?gòu)U水的處理方法主要有化學(xué)沉淀法、離子交換法、膜分離法、吸附法及生物處理法等。

離子交換法、膜分離法由于投資、運(yùn)行費(fèi)用高，應(yīng)用受到一定程度限制，并且含重金屬?gòu)U水經(jīng)離子交換、膜分離處理后可達(dá)標(biāo)排放，但含重金屬離子的離子樹(shù)脂再生液、膜分離后的濃水仍需進(jìn)一步處理，處理不當(dāng)?shù)脑捯滓鸲挝廴荆蝗缟暾?qǐng)?zhí)枮?01080024104.6的中國(guó)專利申請(qǐng)采用反滲透的方法處理含重金屬?gòu)U水，其能耗高，膜壽命短，應(yīng)用受到限制；并且，處理后淡水可達(dá)標(biāo)排放，但含重金屬離子的濃水的處理沒(méi)有給出處理方案。

吸附法處理含重金屬?gòu)U水的研究多集中于活性炭、天然或改性沸石、殼聚糖以及改性纖維素等；吸附法處理含重金屬?gòu)U水的共性問(wèn)題是吸附量小，使用后廢棄吸附劑無(wú)合適的方法回收處理，易引起二次污染。

生物處理法環(huán)保清潔，但處理效率低，適用性受到若干實(shí)際因素限制。

從實(shí)際應(yīng)用角度來(lái)看，化學(xué)沉淀法由于處理成本低，應(yīng)用最為廣泛，最典型的沉淀劑是石灰、消石灰、氫氧化鈉；采用石灰或消石灰中和，重金屬離子可以以沉淀和吸附兩種并存的形式脫除，沉淀顆粒大，液固分離容易，但處理后形成的石膏渣難以回收或處理，易造成二次污染。采用氫氧化鈉做沉淀劑，中和沉淀后，如pH高，需中和處理后才能排放，廢水中如有多種重金屬離子共存，如Zn和Al共存，pH偏高，可能有再溶解現(xiàn)象；另外一般需配合使用絮凝劑來(lái)絮凝沉降所形成的細(xì)小的氫氧化物沉淀顆粒；如申請(qǐng)?zhí)枮?01110051653.9的專利申請(qǐng)采用化學(xué)沉淀-絮凝法處理含銅離子的污水，污水引入混合反應(yīng)器，加入堿混合均勻，生成含銅離子的沉淀物；將混合反應(yīng)器中的污水引入反應(yīng)槽，加入聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺，使含銅的沉淀物在絮凝作用下產(chǎn)生絮團(tuán)；依次進(jìn)行沉淀器沉淀、過(guò)濾器過(guò)濾；對(duì)含銅的污泥無(wú)合理的處理方法，只能對(duì)外輸出，存在潛在污染。

關(guān)于硫化物沉淀處理含重金屬?gòu)U水的技術(shù)也有許多報(bào)道；在含重金屬?gòu)U水中加入無(wú)機(jī)硫化物如硫化氫、硫化鈉、硫氫化鈉或有機(jī)硫化物如黃原酸酸、有機(jī)硫銨等，產(chǎn)生重金屬硫化物沉淀；但廢水有硫含量偏高，尚需進(jìn)一步脫硫處理，而且重金屬硫化物顆粒細(xì)小，其沉降、過(guò)濾、后續(xù)回收及處理工藝相對(duì)復(fù)雜。

氫氧化鎂作為一種新型的水處理劑目前在美國(guó)、西歐和日本等國(guó)家和地區(qū)應(yīng)用較多，其緩沖能力強(qiáng)，去除重金屬離子效率高。由于粉狀氫氧化鎂在水中分散性不好，易聚團(tuán)，影響廢水處理效果，增加氫氧化鎂消耗，因此氫氧化鎂一般預(yù)先制備成漿狀產(chǎn)品進(jìn)行銷售、運(yùn)輸和儲(chǔ)存。相對(duì)于固體粉狀產(chǎn)品，漿狀氫氧化鎂增大了運(yùn)輸成本，為了防止其沉降、結(jié)底，往往需要定期攪拌，以及在合成漿狀氫氧化鎂時(shí)進(jìn)行表面改性處理等，增大了使用的復(fù)雜性；另外，含重金屬?gòu)U水經(jīng)漿狀氫氧化鎂處理后，如何從廢棄的氫氧化鎂沉淀中回收重金屬暫無(wú)有效方法。雖有一些文獻(xiàn)報(bào)道，使用后的氫氧化鎂可通過(guò)輕燒的方式進(jìn)行處理，然后繼續(xù)返回使用，但實(shí)際上氫氧化鎂不可能無(wú)限次循環(huán)使用，一旦其失去有效的去除重金屬離子效果時(shí)，必須排放處理，對(duì)于該氫氧化鎂沉淀的后處理方式仍無(wú)有效方法，其中所含的重金屬離子仍具有潛在污染。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有對(duì)含重金屬離子廢水的處理技術(shù)存在的上述問(wèn)題，特別是含重金屬離子的廢水經(jīng)沉淀處理法處理后沉淀物難以有效處理的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種堿式碳酸鎂沉淀吸附法處理含重金屬離子廢水的方法，通過(guò)堿式碳酸鎂加入到待處理的含Cu²⁺、Ni²⁺或Zn²⁺的廢水中，經(jīng)加熱攪拌及過(guò)濾，在處理含重金屬離子廢水的同時(shí)，降低處理成本，并可實(shí)現(xiàn)重金屬的二次資源回收利用。

本發(fā)明的方法按以下步驟進(jìn)行：

1、采用堿式碳酸鎂作為沉淀劑，或?qū)A式碳酸鎂加水調(diào)漿后作為沉淀劑，將沉淀劑加入到含Cu²⁺、Ni⁺或Zn²⁺的含重金屬離子廢水中；加入量按堿式碳酸鎂的質(zhì)量與含重金屬離子廢水的體積比為0.1~10g/L；?

2、在攪拌條件下，將加入堿式碳酸鎂的含重金屬離子廢水加熱至20~80℃，并保溫10~60min進(jìn)行沉淀反應(yīng)；