[發(fā)明專利]含鉈廢水強(qiáng)氧化混凝與吸附回收工藝

有效

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• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104310672A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙建成;唐賢軍;景鳳湘;楊三妹;肖培
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南凈源環(huán)境工程有限公司
• 主分類號: C02F9/06
• 分類號: C02F9/06;C22B7/00
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于重金屬離子廢水處理領(lǐng)域，涉及含鉈廢水深度凈化處理技術(shù)，包括多種重金屬離子的復(fù)雜含鉈廢水和微量含鉈廢水的處理，更加具體的涉及含鉈廢水強(qiáng)氧化混凝與吸附回收工藝。

背景技術(shù)

鉈，符號Tl，為略帶淡藍(lán)色的銀白色柔軟金屬，不溶于水和堿，易溶于酸；是自然界中存在的稀有元素，地殼中平均含量為1mg/kg。鉈是一種伴生元素，幾乎不單獨(dú)成礦，大多以分散狀態(tài)同晶形雜質(zhì)存在于鉛、鋅、鐵、錫銅等金屬的硫礦中，常作為金屬冶煉的副產(chǎn)物回收和提取。

鉈是一種強(qiáng)烈的神經(jīng)毒物，對肝、腎有損害作用，吸入和口服可引起急性中毒并且可經(jīng)皮膚吸收。典型的急性鉈中毒有三聯(lián)征胃腸炎、多發(fā)性神經(jīng)病和脫發(fā)等；慢性鉈中毒臨床表現(xiàn)主要特點是周圍神經(jīng)病、視神經(jīng)病、視網(wǎng)膜病及脫發(fā)，少數(shù)可出現(xiàn)中毒性腦病或中毒性精神病。

鉈是毒性極強(qiáng)的重金屬，其危害遠(yuǎn)大于Hg、Cr和Cd，與As相當(dāng)。含鉈污水主要來源于鉛鋅礦的采選冶過程，存于鉛鋅原礦中微量鉈元素的富集。《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(G?B3838—2002)中的Ⅱ和Ⅲ類水體和《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(G?B?5749—2006)中對鉈的濃度限值均為0.1I?Xg/L。鉈在自然界水體中一般以Tl+及其化合物的形式穩(wěn)定存在，很難自然沉降，且由于土壤、水體及人畜慢性中毒等對鉈造成污染的安全閥值非常低，都給含鉈污水的達(dá)標(biāo)治理帶來非常大的難度。

目前，國內(nèi)外開展了大量含鉈廢水處理研究，常見的處理手段有包括：

交換吸附分離：美國環(huán)保署推薦采用活性氧化鋁和離子交換法吸附分離處理含鉈廢水，但處理成本高；

鹽沉淀法：飽和NaCl溶液可促使廢水中的Tl(I)以T1C1形式有效沉淀，但該方法會增加廢水的鹽度，不便廢水循環(huán)利用，同時NaCl消耗驚人；

吸附分離法對廢水中鉈離子的去除效果明顯，如利用各種環(huán)保型吸附材料、環(huán)境礦物材料或生物吸附劑進(jìn)行廢水中Tl的吸附分離，但該方法由于操作過程復(fù)雜等原因，難以在實際工業(yè)生產(chǎn)過程中推廣；

氧化混凝沉淀法：該方法基于一價鉈穩(wěn)定存在，很難自然沉降，三價鉈易于形成Tl2O3或Tl(OH)3(logKsp＝-45.2)，且三價鉈易于與諸多氫氧化物沉淀物形成共沉淀。該方法最大優(yōu)點在于與去除Pb、Cd、Zn等重金屬的工藝相結(jié)合，便于在現(xiàn)有工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。利用強(qiáng)化氧化混凝法處理含鉈酸性廢水有文獻(xiàn)如《含鉈酸性廢水強(qiáng)化氧化混凝處理研究》(安徽科技大學(xué)，2013年，41卷13期，P5916-5918)。該技術(shù)在實踐中也得到應(yīng)用，廣東一硫酸技術(shù)改造項目企業(yè)生產(chǎn)廢水經(jīng)pH調(diào)節(jié)，加氧化劑、中和沉淀法去除重金屬鉈，根據(jù)檢測結(jié)果，去除率達(dá)99.93％，鉈排放濃度在0.0824-0.091μg/L，排放濃度低于我國地表水中鉈的標(biāo)準(zhǔn)(0.1μg/L)，遠(yuǎn)低于湖南省暫行排放(0.005mg/L,5μg/L)，但是該方法藥劑消耗量大，穩(wěn)定性差，既進(jìn)水的水質(zhì)發(fā)生變化時，處理后難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，不太適用于低濃度重金屬離子污染廢水的深度處理，并且采用沉淀方式形成的含鉈淤泥屬于危險廢棄物，容易造成了二次污染。

總的來說，含鉈污水處理方法主要有化學(xué)法、物理化學(xué)法及生物化學(xué)法。其中，化學(xué)法需加入大量化學(xué)藥劑，污水處理費(fèi)用高，且含鉈污水很難達(dá)標(biāo)治理；物理化學(xué)法(主要有離子交換法、吸附法和膜分離技術(shù)法)適用于低濃度重金屬離子污水處理，但工業(yè)化較困難、且處理效率低；生物化學(xué)法對環(huán)境適應(yīng)要求高(只能連續(xù)，不能間歇)，金屬離子去除率低，達(dá)標(biāo)困難。傳統(tǒng)的化學(xué)藥劑法只適合于高濃度離子污水的處理，并且重金屬離子處理不徹底(即當(dāng)溶液中重金屬離低到一定程度時，達(dá)到藥劑作用平衡點時就無法再對重金屬離子進(jìn)行去除)，運(yùn)營費(fèi)較高。

重金屬廢水無論采取何種處理方法都不能使重金屬分解，只能轉(zhuǎn)移其存在位置和轉(zhuǎn)移其物理化學(xué)形態(tài)。由此可知，重金屬廢水經(jīng)處理后常一分為二形成二種產(chǎn)物：一種是基本脫除重金屬的處理水，一種是含有從廢水中轉(zhuǎn)移出來的大部分或全部的重金屬濃縮產(chǎn)物。因此，無論從杜絕對環(huán)境的污染，還是從資源合理利用來考慮，重金屬廢水最理想的處理原則應(yīng)是水與重金屬兩者都回收利用。所以，重金屬廢水的處理單靠廢水處理時不行的，必須采用多方面綜合措施。另外，未來的藥劑水處理成本會越來越高，主要是采用沉淀方式形成的淤泥造成了地下水污染，即二次污染源，會造成水源的永久性污染，更難治理。下一步的方向一定向吸附材料時代革命轉(zhuǎn)變，減少淤泥沉淀量，有效成份的回收再利用。

發(fā)明內(nèi)容