一種去除廢水中鉈的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種廢水中鉈的去除方法，可用于含鉈廢水中鉈的去除，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。本方法是先在充分?jǐn)嚢璧臈l件下，將還原劑加入廢水中，使其中的三價鉈還原為一價鉈，再將亞鐵氰化鉀溶液和過量的三氯化鐵溶液充分混合，得到普魯士藍(lán)、三氯化鐵和水的混合物，然后將這種混合物加入上述廢水中，之后加入鐵系混凝劑溶液，攪拌后再固液分離，將固相中的鉈從水體分離，鉈被從廢水中去除。本方法具有除鉈成本低、除鉈過程簡單、不會產(chǎn)生二次污染等特點(diǎn)，很適合于COD較高的含鉈廢水的除鉈處理。
【專利說明】
一種去除廢水中鉈的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種廢水中鉈的去除方法，可用于含鉈廢水中鉈的去除，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鉈是一種毒害性極高的重金屬元素，對哺乳動物的毒害作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于汞、砷、鎘、鉛、銻等的常規(guī)重金屬。鉈可以嚴(yán)重侵害人的神經(jīng)系統(tǒng)，并在骨髓、腎臟等器官內(nèi)蓄積，引起毛發(fā)脫落、胃腸道反應(yīng)和肌肉萎縮，對人中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心臟和肝腎造成永久性損傷，同時還具有致畸和致突變性。鉈還具有蓄積性，在生物體內(nèi)分布極快，消除又非常緩慢，極少量的鉈進(jìn)入人體即可致殘、致死，因此被稱為“毒藥中的毒藥”。鑒于鉈極高的危害性，鉈及其化合物已被列入我國地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)測指標(biāo)體系和美國環(huán)境保護(hù)局(U.S.EPA)水體優(yōu)先控制污染物黑名單。因此，建立一種有效的從廢水中深度除鉈的方法，是環(huán)境保護(hù)的重要課題。
[0003]由于鉈污染的危害性在世界很多地方都日益嚴(yán)重，各國的研究者們都試圖找出治理鉈污染的方法，其研究中的除鉈方法主要有化學(xué)沉淀法、離子交換法、溶液萃取法和吸附法?；瘜W(xué)沉淀法主要是通過向含鉈廢水中投加氧化劑以及沉淀劑等，從而使得鉈以沉淀物的形式從廢水中得以去除，這種方法工藝簡單、操作簡便，但普遍存在處理深度不夠的缺點(diǎn)，無法滿足含鉈廢水的排放要求及飲用水的安全標(biāo)準(zhǔn)。離子交換法是利用離子交換劑如離子交換樹脂、沸石、分子篩等分離并去除水中污染物質(zhì)的方法。離子交換劑的驅(qū)動力主要為靜電作用，選擇性不高，而廢水中通常含有大量其它常規(guī)離子(如Ca(II)、Na(I)、Mg
(II))，故交換劑很容易失效，這一缺陷導(dǎo)致離子交換技術(shù)很難在實(shí)際廢水污染凈化領(lǐng)域得以推廣與應(yīng)用。溶液萃取法指利用鉈在互不相溶的有機(jī)溶劑和水溶液中溶解度不同，用一種有機(jī)溶劑把鉈從它跟水溶液里提取出來。這種方法僅適用于特定溶液中鉈的去除，不能用于含鉈廢水處理過程。吸附法是利用多孔性固體相物質(zhì)吸著分離水中鉈污染物的一種水處理技術(shù)，該技術(shù)最核心的部分即為吸附劑，目前廣泛采用的除鉈吸附劑主要有活性炭、納米金屬氧化物、生物材料及復(fù)合材料等，但這種方法往往存在除鉈深度不夠、吸附量太低、效率低等問題，無法取得較好的除鉈效果。美國環(huán)境保護(hù)署(EPA)推薦了活性鋁法和離子交換法來治理含量不是很高的(〈10微克/升)的飲用水，但用該方法處理后的鉈含量只能降低到2微克/升以下，無法達(dá)到國內(nèi)飲用標(biāo)準(zhǔn)(最高鉈含量允許值為0.1微克/升)，而且該方法成本較高，在大量含鉈廢水的處理過程中，難以推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]很多COD較高廢水當(dāng)中，存在較多的還原性物質(zhì)，如果用將水中一價鉈氧化成三價鉈使其沉淀去除的方法，氧化劑首先會同溶液中的還原性物質(zhì)反應(yīng)，因而將會消耗大量的氧化劑，產(chǎn)生較高的成本。本發(fā)明的目的就是通過還原、沉淀加混凝的方法，使水中的鉈在一價狀態(tài)被除去，無需首先氧化其中的C0D，從而降低除鉈成本。
[0005]—般情況下，采用普魯士藍(lán)沉淀法去除水中鉈的過程中，普魯士藍(lán)和水中的一價鉈生成沉淀物，但這種沉淀溶度積有限，由于沉淀平衡的作用，很難使水中的鉈深度去除。但如果在水中再加入三氯化鐵等鐵系混凝劑，由于產(chǎn)生羥基氧化鐵同普魯士藍(lán)的鉈沉淀具有類似的構(gòu)晶離子，因而相互之間的吸附力很強(qiáng)，羥基氧化鐵的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)很容易將普魯士藍(lán)鉈沉淀的晶粒包裹起來，阻止了其中的鉈離子重新返回水相，從而使鉈的沉淀平衡被打破，水中的鉈離子不斷被普魯士藍(lán)沉淀而進(jìn)入羥基氧化鐵的網(wǎng)格當(dāng)中，使得水相當(dāng)中的一價鉈離子被去除到很低的濃度。
[0006]本發(fā)明首先在水中加入亞硫酸鈉，使其中可能存在的三價鉈全部還原為一價鉈，然后加入普魯士藍(lán)，使水中的鉈同普魯士藍(lán)生成沉淀，然后再加入三氯化鐵等鐵系混凝劑，并進(jìn)行固液分離，使鉈從廢水中深度去除。
[0007]因此本方法可分為如下步驟:
(1)、在充分?jǐn)嚢璧臈l件下，將亞硫酸鈉溶液加入廢水中。
(2)、亞鐵氰化鉀溶液和過量的三氯化鐵溶液充分混合，得到普魯士藍(lán)、三氯化鐵和水的混合物，再將這種混合物加入上述廢水中，充分?jǐn)嚢琛?br> (3 )、加入鐵系混凝劑溶液，充分?jǐn)嚢琛?br> (4)、固液分離，將固相中的鉈從水體分離，鉈被從廢水中深度去除。
[0008]本方法具有除鉈成本低、除鉈過程簡單、不會產(chǎn)生二次污染等特點(diǎn)，很適合于COD較高的含鉈廢水的除鉈處理。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0010]實(shí)施例1:
某硫酸廠的酸洗廢水含鉈量為45微克/升，其處理工藝如下:。
(I )、在廢水中加入10%的亞硫酸鈉溶液20ml/L，并調(diào)節(jié)pH值為6.5，充分?jǐn)嚢璧陌雮€小時。
(2)、亞鐵氰化鉀溶液和過量的三氯化鐵溶液充分混合，得到普魯士藍(lán)、三氯化鐵和水的混合物，再將這種混合物加入上述廢水中，控制亞鐵氰化鉀在廢水中的加入量為0.3毫克/升，充分?jǐn)嚢璧?5分鐘。
(3)、加入10%的三氯化鐵溶液3ml/L，充分?jǐn)嚢璧?5分鐘。
(4)、固液分離，使鉈從廢水中被去除。
按照上述除鉈步驟處理廢水，鉈的去除率達(dá)到98%。
[0011]實(shí)施例2:
某鋅冶煉廠的廢水含鉈量為1056微克/升，其處理工藝如下:
(1)、在廢水中加入10%的亞硫酸鈉溶液30ml/L，并調(diào)節(jié)pH值為6.8，充分?jǐn)嚢璧陌雮€小時。
(2)、亞鐵氰化鉀溶液和過量的三氯化鐵溶液充分混合，得到普魯士藍(lán)、三氯化鐵和水的混合物，再將這種混合物加入上述廢水中，控制亞鐵氰化鉀在廢水中的加入量為6毫克/升，充分?jǐn)嚢璧?5分鐘。
(3 )、加入10%的硫酸鐵溶液I Oml /L，充分?jǐn)嚢璧?5分鐘。
(4)、固液分離，使鉈從廢水中被去除。
按照上述除鉈步驟處理廢水，鉈的去除率達(dá)到99.5%。
[0012]實(shí)施例3:
某煉鋼廠的脫硫廢水含鉈量為6700微克/升，其處理工藝如下:
(I )、在廢水中加入10%的亞硫酸鈉溶液50ml/L，并調(diào)節(jié)pH值為7.2，充分?jǐn)嚢璧陌雮€小時。
(2)、亞鐵氰化鉀溶液和過量的三氯化鐵溶液充分混合，得到普魯士藍(lán)、三氯化鐵和水的混合物，再將這種混合物加入上述廢水中，控制亞鐵氰化鉀在廢水中的加入量為38毫克/升，充分?jǐn)嚢璧陌雮€小時。
(3)、加入10%的聚合硫酸鐵溶液30ml/L，充分?jǐn)嚢璧陌雮€小時。
(4)、固液分離，使鉈從廢水中被去除。
按照上述除鉈步驟處理廢水，鉈的去除率達(dá)到99.9%。
[0013]以上所述的實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，不能理解為對本發(fā)明專利范圍的限制，因此本發(fā)明并不限于此具體的流程。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和構(gòu)思，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。所以，凡根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求范圍得出的其他實(shí)施方式，均應(yīng)屬于本發(fā)明涵蓋的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種去除廢水中鉈的方法，其特征在于包含如下步驟: (1)、在充分?jǐn)嚢璧臈l件下，將亞硫酸鈉溶液加入廢水中，并廢水的調(diào)節(jié)PH值； (2)、亞鐵氰化鉀溶液和過量的三氯化鐵溶液充分混合，得到普魯士藍(lán)、三氯化鐵和水的混合物，再將這種混合物加入上述廢水中，充分?jǐn)嚢瑁? (3 )、加入鐵系混凝劑溶液，充分?jǐn)嚢瑁? (4 )、固液分離，將固相中的鉈從水體分離，鉈被從廢水中深度去除。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是:所述的鐵系混凝劑是三氯化鐵、硫酸鐵、聚合硫酸鐵等中的一種或幾種組成的混合物。
【文檔編號】C02F9/04GK106082502SQ201610669442
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月16日 公開號201610669442.4, CN 106082502 A, CN 106082502A, CN 201610669442, CN-A-106082502, CN106082502 A, CN106082502A, CN201610669442, CN201610669442.4
【發(fā)明人】謝逢春, 孫仲娟
【申請人】華南理工大學(xué)