一種含鉈等重金屬污染廢水的深度處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及鋼鐵、鉛鋅、銅等伴生行業(yè)含鉈等重金屬污染廢水的深度處理領(lǐng)域，具體涉及一種含鉈等重金屬?gòu)U水的深度處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉈(Tl)是一種典型的稀有分散元素，鉈及其化合物的毒性很強(qiáng)，比氧化砷的毒性高得多，對(duì)胃腸道和腎臟有明顯的效應(yīng)，其對(duì)哺乳動(dòng)物的毒性遠(yuǎn)大于Hg、Pb、As等元素，鉈化合物是世界衛(wèi)生組織重點(diǎn)限制清單中列出的主要危險(xiǎn)廢物之一，也被我國(guó)列入優(yōu)先控制的污染物名單。2010年10月韶關(guān)市北江中上游河段發(fā)現(xiàn)鉈超標(biāo)現(xiàn)象，經(jīng)環(huán)保部門認(rèn)定，此次鉈超標(biāo)是由于中金嶺南下屬韶關(guān)冶煉廠排污所致。根據(jù)省政府的要求，韶關(guān)冶煉廠已全面停產(chǎn)，這幾乎意味著中金嶺南鉛鋅冶煉的“停滯”，而每停產(chǎn)I個(gè)月將直接減少公司凈利潤(rùn)2700萬(wàn)兀左右。
[0003]鉈元素具有親石和親硫兩重性。作為親石元素，存在于云母、鉀長(zhǎng)石、錳礦物、明礬石、黃鉀鐵礬中。作為親硫元素，鉈主要以微量元素形式進(jìn)入方鉛礦、硫鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦和白鐵礦中。含鉈礦石、冶煉廢渣的風(fēng)化淋濾，有色、冶金、化工、礦山采選工業(yè)廢水的排放和燃煤電廠的煙塵沉降等，都是鉈進(jìn)入環(huán)境水體的途徑。
[0004]世界每年生產(chǎn)使用的鉈不到15噸，而每年由上述所排放的鉈大約有2000?5000噸，帶來(lái)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(wèn)題。
[0005]鉈造成的環(huán)境污染問(wèn)題沒(méi)有像As、Cd、Pb、Hg等元素普遍，因此鉈尚未納入各級(jí)環(huán)保部門的監(jiān)測(cè)范圍，尤其在我國(guó)土壤、水、氣等污染研宄及各類相關(guān)的環(huán)境影響評(píng)價(jià)文件中常常被排斥在分析研宄對(duì)象之外，從而造成了從行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)如《鉛鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》等，到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》等系列中污染物鉈排放指標(biāo)的缺失。湖南省對(duì)鉈的排放制訂了鉈元素的地方標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了銘元素的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)為5Pg/L。在2015年5月4日國(guó)家出臺(tái)《無(wú)機(jī)化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB31573-2015)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鉈的污染排放限值為5Pg/L，于2015年7月I日?qǐng)?zhí)行。自此，鉈污染具有了相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0006]隨著中國(guó)對(duì)生態(tài)環(huán)境的重視及業(yè)內(nèi)對(duì)鉈污染的認(rèn)識(shí)深入，已經(jīng)開(kāi)始對(duì)含鉈廢水進(jìn)行治理研宄。
[0007]目前，現(xiàn)有技術(shù)中常用的方法主要是化學(xué)沉淀法、吸附法、膜法、生物法等。由于吸附法只能處理小于鉈含量lOyg/L以下的廢水，因此其應(yīng)用受到了限制，加之吸附過(guò)程需要多孔物質(zhì)或者是離子交換材料，因此成本比較高，不適合于工業(yè)化廢水處理。同時(shí)吸附劑在吸附后仍然是一種危險(xiǎn)廢棄物，處理問(wèn)題仍需解決，因此，吸附法并不被大部分的企業(yè)所米納。
[0008]同樣地，膜法和生物法由于其去除效果以及原料適用性的問(wèn)題也不能被大范圍的工業(yè)化推廣。
[0009]現(xiàn)在，我們研宄較多的是化學(xué)沉淀法，這其中主要涉及三種類型，一種是堿沉淀法，一種是硫化沉淀法，還有一種是氯化沉淀法，但是這三種處理方法都不只能將鉈的濃度降至100 μ g/L,無(wú)法滿足深度處理，進(jìn)而達(dá)到5 μ g/L的排放要求。
[0010]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]為了滿足最新的排放標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明公開(kāi)了一種含鉈等重金屬?gòu)U水的深度處理方法，通過(guò)這一方法可以將鉈濃度降至5 μ g/L以下，滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0012]為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明公開(kāi)的深度處理方法是由酸性還原、除鉈藥劑沉淀、過(guò)濾三個(gè)步驟組成，其反應(yīng)可以表示為，
(1)Tl3++2e- — Tl+，
(2)ηΤ1++Μη_— Tl nM，M 表示非金屬陰離子，
其中步驟(I )的反應(yīng)P H條件為I?6。
[0013]本發(fā)明獨(dú)創(chuàng)性地酸性還原條件下將Tl3+還原為Tl +，并進(jìn)而形成沉淀，利用沉淀、過(guò)濾工藝除去含鉈沉淀物的方式，將廢水中的鉈元素去除，經(jīng)過(guò)檢測(cè)通過(guò)這一深度處理方式后，廢水中銘濃度小于5 μ g/L,同時(shí)，本發(fā)明無(wú)需另加步驟，可以在一步反應(yīng)沉淀中同時(shí)完成汞、鉛沉淀，經(jīng)過(guò)處理，廢水中汞濃度小于5 μ g/L，鉛濃度小于0.5mg/Lo
[0014]優(yōu)選地，在步驟(I )的反應(yīng)P H條件為2?4。
[0015]在實(shí)際操作中，我們可以選用鹽酸、檸檬酸等作為pH調(diào)節(jié)劑，調(diào)節(jié)廢水pH。
[0016]在本發(fā)明中涉及到三價(jià)鉈離子的酸性還原，這一過(guò)程中我們可以采用還原性氣體進(jìn)行還原，譬如氫氣、一氧化碳、硫化氫；也可以采用還原性金屬及其化合物和/或還原性非金屬及其化合物形成的還原催化料還原。
[0017]優(yōu)選地，我們給出了一種還原催化料的組配方式，所述催化還填料是由以下重量份的物質(zhì)組成，5 — 99.5份含鐵混和物質(zhì)含鐵混合物、0.1—30份含還原性金屬單質(zhì)、0.1—15份還原性含碳物質(zhì)、0.1—20份還原性含硫物質(zhì)、0.1—15份還原性含鋅物質(zhì)、0.1—15份還原性含氮物質(zhì)。
[0018]同時(shí)，我們還進(jìn)一步地給出了在這一酸性還原過(guò)程中，當(dāng)采用還原性氣體時(shí)，其通入量為每噸廢水中通入l~100m3，或者當(dāng)采用催化還原填料時(shí)，其加入量為每噸廢水中加入50?200kgo
[0019]進(jìn)一步地，我們給出了一種優(yōu)選的除鉈藥劑，主要是由以下重量份的物質(zhì)組成，
10-99份硫化物、0.1一20份氯化媽、0.1一10份氧化儀、0.1一10份氧化媽、0.1一10份活性炭、0.2 —10 份硅藻土、0.2—10 份凹凸棒土、0.1—10 份 ΡΑΜ、0.1—10 份 PAC。
[0020]本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)中所公開(kāi)的技術(shù)方案來(lái)說(shuō)，具有以下有益效果:
1、對(duì)于待處理廢水中的鉈元素濃度沒(méi)有要求，通過(guò)調(diào)整還原劑和除鉈藥劑的添加量就可以確保處理后的排放水達(dá)到5Pg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0021]2、工藝流程簡(jiǎn)單，易于操作和管理。本發(fā)明中的除鉈工藝主要包括兩個(gè)過(guò)程，一是催化還原預(yù)處理過(guò)程，一是除鉈沉淀過(guò)程，工藝流程簡(jiǎn)單易學(xué)，易于操作與管理。
[0022]3、設(shè)備投資費(fèi)用低。本發(fā)明所公開(kāi)的除鉈工藝中僅涉及催化還原和沉淀、過(guò)濾幾個(gè)步驟，因此可以對(duì)原有的廢水處理工藝構(gòu)造物及設(shè)備進(jìn)行改造和優(yōu)化，不用將原有的