CN103588319A

CN103588319A - 重金属废水治理技术及其处理工艺和药剂生产配方

Info

Publication number: CN103588319A
Application number: CN201310512963.5A
Authority: CN
Inventors: 叶绍朋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-10-19
Filing date: 2013-10-19
Publication date: 2014-02-19

Abstract

重金属废水治理及其处理工艺和药剂生产配方是在含重金属和含放射性重金属废水中，投加一定比例的混合酸的水溶液，再投加重金属废水处理专用药剂，混合搅拌反应沉淀，用投药量大小，控制出水pH值=6—9，使得反应后的重金属化合物共聚混凝沉淀。出水排放中铅、镉、汞、砷和放射性元素钴-60、铊、锶-90、钚、钍、铀235等含量都≤0.0001mg／l到0.00001mg／l以下，CODcr≤20—50mg／l，可以排往城市生活污水处理厂进水或河流湖泊海洋。含放射性元素不超量的废渣，可以做成添加有颜色标志的杀白蚁免烧砖，治理成本低廉，解决世界性的重金属水污染和放射性重金属水污染的治理难题。

Description

重金属废水治理技术及其处理工艺和药剂生产配方

技术领域

本发明涉及重金属废水治理领域，重金属废渣治理综合利用领域，重金属废水治理技术工艺及处理药剂生产工艺(申请单位编制为：Y3—8013重金属废水处理专用药剂)，用本发明的技术可以治理含重金属铅、镉、汞、铬、镍、铜、锰、锡、银、金、铊、铀、钍、钴-60、锶-90、钚非金属砷等含几十种重金属污染的工业废水，处理江河湖泊海洋的重金属污染。

背景技术

长期以来，发展中国家甚至发达国家，城市垃圾、铅酸蓄电池制造、重金属矿开采、放射性重金属矿开采和加工，核污染废水排放，重金属冶炼、火力发电、电镀行业、煤炭开采企业、废弃节能灯回收处理、重金属颜料和印刷、废旧电池及废旧电子产品回收企业和工业污水处理厂和城市生活污水处理厂产生的含重金属的污水处理排放、污泥排放，重金属不能够得到有效的治理回收固定化，大部分得不到合理处置和利用，多采用压缩填埋、倾倒或含重金属的有机污泥干化焚烧方式，含重金属污泥的填埋和随意倾倒，占据了大量宝贵的土地资源形成了巨大的重金属二次污染源；火力发电厂燃煤焚烧产生的铅、砷、镉、汞排放严重超标，很多地方城市乡村的土地、沟渠、河流、海洋受到不同程度污染。以铅、镉、汞、砷为代表的重金属污染、地下水重金属污染、大气重金属污染等比比既是，仅仅中国国土面积就有近1／5被重金属铅、镉、汞、铬、镍、铜、锰、锡、银、铊、铀、钍、锶-90、钚非金属砷等污染。也有科研人员将含重金属废渣电解还原回收，化学的物理的固化的研究，试图解决重金属污染问题，但是目前的电解法、NaOH中和沉淀法废水处理，不能达标排放，铅、砷、镉、铜、镍、汞超标排放，废渣量大，废渣处理综合利用成本在3800元／吨-4000元／元成本，企业处理废渣压力巨大是重金属原料采购价的近一半。在实践使用中得知，含重金属污泥制成的肥料中含有的多种重金属、细菌、病毒、PAM致癌小分子、以CODcr为代表的有机物，又被动植物吸收转移，最终迁移进入人们的体内，长期食用含重金属有机污染的粮食蔬菜水产食品，严重侵害人类的身体健康，重金属治理成本高昂。因此，到目前为此，人们还没有找到成本低廉的没有二次污染的，能够在治理后的废水排放中，检测排放出水中，重金属铅、镉、汞、铬、镍、铜、锰、锡、银、铊、铀、钍、锶-90、钚非金属砷等污染物的残留量用环境监测站现有仪器原子吸收分光光度计检测为零的重金属污水处理技术。国家政府和地方对于重金属污染治理试验，投入了很多试验的钱，世界每年因重金属污染造成的直接的和间接的经济损失，是个天文数字，达到千亿或万亿的直接和间接经济损失。

本发明向全世界提供了一个简单适用成本低廉的重金属污染治理废渣综合利用零排放技术，处理含铅镉的铅酸蓄电池废水，成本在6元／m³到13元／m³，还可以处理U-235、Tl、锶-90、铯-137、钍等放射性废水。可以处理含有重金属污水排放的领域有：城市垃圾沥滤液、铅酸蓄电池制造行业、重金属矿开采洗煤行业、重金属冶炼行业、金属酸洗行业、电镀行业、节能灯制造回收处理、分析检测化验室重铬酸钾法COD检测废水铬、银、汞排放、化验室重金属检测废水、废旧电池及废旧电子产品回收企业和工业污水处理厂和城市生活污水处理厂产生的含重金属的污水处理排放、污泥排放。利用溶解与固定化的物理化学方法，使得在处理后的重金属难溶于水、不溶于水，使得残留在水域或残留在排水里面的可溶于水的重金属铅、镉、汞、铬、镍、铜、锰、银、锡、铊、铀、钍、锶-90、钚非金属砷等含量达到≤0.0001mg／l或≤0.00001mg／l以下，免烧砖浸出液或污水处理出水中的重金属残留含量，达到饮用水标准的重金属含量标准。利用本发明技术处理重金属废水，实际中试出水检测，用环境监测站现有的原子吸收分光光度计，检测重金属铅、镉、汞、砷为检测不到。废水处理沉淀物，固化后的重金属化合物，不易被水生动植物和农植物吸收。由含重金属铅、镉、汞、铬、镍、银、铜、锰、锡、非金属砷处理产生的废渣，在不含放射性毒素超标的情况下，可以做成有颜色标志的杀白蚁免烧砖出售，有利与建筑杀虫防虫延长建筑使用寿命。含重金属废水治理后，出水排放达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中的一级A标准，其中CODcr≤20mg／l-50mg／l，pH=6—9、TP≤0.1mg／l、TN≤5mg／l、NH3-N≤5mg／l，Pb≤0.001mg／l、Cd≤0.001mg／l、Hg≤0.001mg／l、As≤0.001mg／l、Cr≤0.001mg／l。在处理出水CODcr≤20mg／l-30mg／l时可以排往江河湖泊海洋。

发明内容

本发明针对上述重金属废水污染治理问题，提供一种重金属废水治理方法及重金属废水处理药剂Y3—8013的生产工艺，含重金属废水经过Y3—8013处理后，出水中重金属含量铅≤0.0001mg／l-0.00001mg／l、镉≤0.0001mg／l—0.00001mg／l、汞≤0.001mg／l-0.00001mg／l、砷≤0.0001mg／l—0.00001mg／l、镍≤0.0001mg／l-0.00001mg／l、铜≤0.0001mg／l—0.00001mg／l、银≤0.0001mg／l-0.00001mg／l、金≤0.0001mg／l-0.00001mg／l、钴60≤0.0001mg／l-0.00001mg／l、铊≤0.0001mg／l-0.00001mg／l、铀≤0.0001mg／l-0.00001mg／l、钚≤0.0001mg／l-0.00001mg／l、锰≤0.0001mg／l—0.00001mg／l、铬≤0.01mg／l-0.001mg／l，CODcr≤30mg／l-50mg／l，pH=6—9，NH3-N≤1.0mg／l、TP≤0.1mg／l，达到《城镇生活污水处理厂污染物排放标准》(GB18918——2002)中的一级A排放标准，可以直接排往河流湖泊海洋或企业回用。无病毒细菌二次污染，节能减排，节能环保，处理成本低廉，解决世界性的重金属污染废水治理难题，废渣制杀白蚁砖循环利用。

本发明通过以下技术方案实现：

重金属废水处理工艺，包括以下步骤：

(1)按以下重量百分比的组分配制合成混合处理药剂：2％-3％的大理石、5％-6％的滑石、5％-6％的还原铁粉、18％-19％的天青石、1％-2％的莫来石、3％-4％的蛇纹石、20％-21％的黄铁矿石、0.3％-0.4％的高岭土、0.4％-0.5％的凹凸棒土、2％-3％的铝矾土、5％-6％的硅藻土、4％-5％的菱苦土、0.3％-0.5％的蒙脱石、5％-5.4％的花岗石、1％-2％的膨润土、3％-3.1％的元明粉、25％-13.1％的5000kj／kg-6000kj／kg的1：1煤炭焦炭比，在电炉中680℃-1100℃以下，在氮气保护下，进行红热煅烧6—24小时，在空气中自然冷却到室温。粉碎至60 目到800目，燃煤炭煅烧挥发的部分，用500目到800目的陶土、滑石粉、凹凸棒土补充剩余重量为100％。得到重金属废水处理剂。

(2)在pH=0.1—6酸性含重金属废水中先投加重金属废水处理剂Y3—8013，在常温、常压下以60转／分-980转／分，搅拌混合反应，用加药量按照废水的百分比，来控制出水的pH值=6—9和出水中的的重金属铅≤0.001mg／l-0.00001mg／l、镉≤0.001mg／l—0.00001mg／l、汞≤0.001mg／l—0.00001mg／l、砷≤0.001mg／l-0.00001mg／l、镍≤0.001mg／l—0.00001mg／l、铜≤0.001mg／l-0.00001mg／l、银≤0.001mg／l—0.00001mg／l、铊≤0.001mg／l—0.00001mg／l、铀≤0.001mg／l-0.00001mg／l、锰≤0.001mg／l—0.00001mg／l、铬≤0.001mg／l—0.00001mg／l以下，CODcr≤30mg／l—50mg／l，pH=6—9，NH3-N≤1.5mg／l、TP≤0.1mg／l残留含量，再投加权利要求书1、中(2)、的1％-2％的分子量在1200万-1300万的聚丙烯酰胺接枝聚硅酸盐的水溶液160ppm-190ppm搅拌均匀反应完成。至出水检测所有重金属残留量都在0.001mg／l——0.00001mg／l以下达标排放，出水沉淀废渣排放压滤回收利用，废渣按10％-50％的投加量，添加到混凝土中搅拌均匀，压制杀白蚁免烧砖。

(3)在pH=7的中性重金属废水中，先投加配制好的配制8％-12％的98％柠檬酸、7％-13％的98％冰醋酸10％-11％的1：1的含量为30％亚硝酸和二氧化氮溶于水的饱和溶液、15％-18％的85％磷酸、14％-17％的31％盐酸、10％-11％的50％甲酸、1％-3％的氢硫酸、10％-12％的98％硫酸的一种或几种混合酸的水占25％-3％溶液混合物。搅拌均匀，控制投药量来控制废水的pH值在0.1—6.9，可以用来溶解游离的重金属铅、镉、汞、铬、镍、银、铜、锰、铀、钍、钚、锡、非金属砷的氧化物、氢氧化物状态下的各种重金属离子，在投加Y3—8018搅拌均匀混合反应。至反应物的pH=7—8小时，再投加1%-2％的分子量在1200万-1300万的聚丙烯酰胺接枝聚硅酸盐的水溶液100ppm-200ppm。有利于跟Y3—8013中的产物发生不溶于水的化学反应物混凝沉淀。至出水检测所有重金属残留量都在0.01mg／l——0.0001mg／l以下达标排放，出水沉淀排放废渣，压滤回收利用。

(4)在pH=8-14碱性重金属废水中，投加配制8％-12％的98％柠檬酸、7％-13％的98％冰醋酸、10％-11％的1：1的含量为30％亚硝酸和二氧化氮溶于水的饱和溶液、15％-18％的85％磷酸、14％-17％的31％盐酸、10％-11％的50％甲酸、1％-3％的氢硫酸、10％-12％的98％硫酸的一种或几种混合酸的水占25％-3％溶液混合物，搅拌均匀，控制投药量来控制废水的pH值在0.1—6，可以用来溶解游离的重金属铅、镉、汞、铬、镍、银、铜、锰、铀、钍、锶-90、钚、钴-60、锡、非金属砷的氧化物、氢氧化物状态下的各种重金属离子，在投加Y3—8013搅拌均匀混合反应。至pH=6—8时，再投加1％-2％的分子量在1200万-1300万的聚丙烯酰胺接枝聚硅酸盐的水溶液100ppm-200ppm。至出水检测所有重金属残留量都在0.0001mg／l——0.00001mg／l以下达标排放，出水沉淀废渣排放压滤回收利用。

(5)将含有重金属铅、镉、汞、铬、镍、银、铜、锰、锡、非金属砷而没有放射性的沉淀废渣，压滤后含水率控制在80％-85％，添加到比例在1：2：3到1：3：5的水泥、黄沙、石子中搅拌均匀，添加氧化铁黄或氧化铁红做为标记色。压制成杀白蚁杀虫免烧砖。重金属化合物在建材中，难溶于水。含重金属压滤废渣在混凝土中的添加量不超过10％-30％，以达到免烧砖强度。压滤废水经过沉淀，检测排放。

本发明进一步改进方案是，权利要求书1、所述步骤“(3)、”中，在室温下，向pH=10-11的氢氧化钠水溶液中，先添加分子量在1200万到1800万(mol／g)聚丙烯酰胺溶解混合均匀，再添加含量为30％到36％含量的高模数偏硅酸钠溶液3％-10％混合均匀，添加30％-50％的双氧水稀释溶液1／1000-10／1000，缓慢搅拌混合均匀，反应1到3小时，制成0.5％-2％含量的分子量在1200—2000万g／mol的聚丙烯酰胺接枝聚聚硅酸盐的水溶液，作为碱性阴离子聚合助沉淀剂。

本发明更进一步改进方案是，1、所述步骤“(1)”中的混合矿粉：

利用2％-3％的大理石、5％-6％的滑石、5％-6％的还原铁粉、18％-19％的天青石、1％-2％的莫来石、3％-4％的蛇纹石、20％-21％的黄铁矿石、0.3％-0.4％的高岭土、0.4％-0.5％的凹凸棒土、2％-3％的铝矾土、5％-6％的硅藻土、4％-5％的菱苦土、0.3％-0.5％的蒙脱石、5％-5.4％的花岗石、1％-2％的膨润土、3％-3.1％的元明粉、25％-13.1％的5000kj／kg-6000kj／kg的动力煤炭。除了5000kj／kg-6000kj／kg的矿产煤炭烟煤、无烟煤外，全部使用市售的成品325目-800目的矿粉，在处理重金属废水前，取一定量的矿石混合粉，添加30％盐酸、68％硝酸溶二氧化氮饱和溶液、40％甲酸、98％柠檬酸=1：1：1：1溶解制成酸性混合物矿物盐，再添加到含重金属废水中混合均匀，使得废水的pH值=1——6和重金属反应，再用600目-800目的黄铁矿粉、元明粉、大理石粉、滑石粉、夌苦土粉、6000kj／kg的烟煤焦炭1：1的煅烧产物，溶解在水中，用pH=14的矿石煅烧产物的水溶液，中和至废水的pH=6—9，投加阴离子聚丙烯酰胺接枝硅酸盐200ppm混合后，沉淀排放，废渣压制杀白蚁免烧砖。也可以用这种技术方案来处理碱性含重金属废水。处理土地重金属污染。

本发明更进一步改进方案是，所述步骤1、、“(1)”Y3-8013制造中，混合矿石中，不添加铁粉，多加1％-10％的天青石和2％-10％的黄铁矿石，通入的二氧化碳气体保护、在普通炼钢高炉子中0.1MP-1MP压力下，在1180℃-1600℃以下，用烟煤和焦炭1：1做燃料，进行煅烧8—24小时，尾气吸收循环利用。在空气中自然冷却到室温，研磨成325目-800目，用碳酸钙粉，调节产品余量为100％，以降低制造成本。

根据权利要求1、至9、中的任一项所述的处理工艺，治理排放的出水中，重金属残留量，都小于等于0.0001mg／l-0.00001mg／l。用Y3—8013、混合酸，碱性聚丙烯酰胺接枝硅酸盐共聚物治理重金属废水后，沉淀的压滤废渣制造的杀白蚁免烧砖杀虫砖成品。将重金属杀虫砖，放在10倍重量比的蒸馏水里面浸泡3个月试验，检测蒸馏水中溶出重金属含量，其重金属溶出量小于等于0.0001mg／l—0.00001mg／l，放在河水、雨水、地下水中做同样时间沁出试验，重金属在水中的溶出物含量检测结果一样。

本发明的目的还在于提供一种用于治理重金属废水的专用处理剂(Y3—8013)。

Y3—8013专用药剂，由以下重量百分比的组分混合煅烧烧结化合制成：

2％-3％的大理石、5％-6％的滑石、5％-6％的还原铁粉、18％-19％的天青石、1％-2％的莫来石、3％-4％的蛇纹石、20％-21％的黄铁矿石、0.3％-0.4％的高岭土、0.4％-0.5％的凹凸棒土、2％-3％的铝矾土、5％-6％的硅藻土、4％-5％的菱苦土、0.3％-0.5％的蒙脱石、5％-5.4％的花岗石、1％-2％的膨润土、3％-3.1％的元明粉、25％-13.1％的5000kj／kg-6000kj／kg的动力煤炭在电炉中680℃-1100℃以下，在氮气保护下，进行红热煅烧3—6小时，在空气中自然冷却到室温。粉碎至60目到800目，燃煤炭煅烧挥发的部分，用500目的滑石粉、凹凸棒土补充剩余重量为100％。得到重金属废水处理剂，名称代号Y3—8013。

本发明更进一步改进方案是，在制造Y3—8013时，去掉铁粉比，改增加黄铁矿粉、天青石粉、元明粉和7000大卡天然烟煤焦炭的比例，不用电炉煅烧，改用在氮气保护下的纯氧气炼钢高炉在0.1MP-1MP的高压和低温950℃-1200℃煅烧，下降生产处理剂Y3—8013的生产成本。

本发明的有益效果：

一、利用重金属废水处理剂Y3—8013与含重金属废水中的重金属发生物理化学反应，使得在处理后的重金属沉淀物不溶于水或难溶于水，使得残留在水域或残留在土壤浸出液和污水处理出水排水里面的重金属铅、镉、汞、铬、镍、铜、锰、银、锡、铊、铀、钍、锶-90、钴60、钚非金属砷等含量达到0.001mg／l——0.00001mg／l或以下，出水中的重金属残留含量，达到饮用水重金属含量标准。固化后的重金属化合物，固定在废渣里，不易被水生动植物和植物吸收。由含重金属铅、镉、汞、铬、镍、银、铜、锰、锡、非金属砷处理产生的废渣，在含放射性不过量的情况下，可以做成有颜色标志的杀白蚁免烧砖出售，有利与建筑杀虫防虫，延长建筑寿命。处理出水排放可以达到CODcr≤20mg／l到50mg／l、NH3-N≤1mg／l、TP≤0.1mg／l、TN≤1mg／l、铅≤0.0001mg／l、汞≤0.0001mg／l、镉≤0.0001mg／l、砷≤0.0001mg／l，达到《城镇生活污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)，可直接排放到河流、沟渠及城市下水管道或城镇污水处理厂中。

二、本发明把重金属废水治理后残留的含大量重金属化合物的废渣的混合物，制成有颜色标记的杀白蚁免烧砖，重金属在免烧砖里面固化，不溶于雨水、自来水、河水、地下水，没有二次污染，重金属砖依靠颜色标记可以循环利用，增加建筑物寿命，具有很大的经济效益，环境效益，社会效益。

三、本发明在生产重金属废水处理剂Y3—8013时，没有二次污染，所有矿物组成，对于是否含有过量的重金属，只要放射性低不超标，其它不加特别要求。

四、本发明治理重金属废水时，对于进水中的重金属含量不作要求，对于要处理的废水的原水的pH值，不作要求，治理出水都能保证重金属铅、镉、砷、铀、钍、钚、钴-60、锶-90、铊、汞、镍、铜等含量排放在≤0.001mg／l—0.00000001mg／l之间，出水pH值=6—9，对于含铅酸蓄电池废水的处理，治理污水成本在6.3元／m³——16.5元／m³(含人工、设备折旧、动力、药剂等)，对于河流湖泊海洋的重金属污染治理，成本在每1m³治理费0.05元-0.6元。

重金属废水治理后，沉淀压滤废渣在放射性核子射线不超标情况下，废渣综合利用制杀白蚁砖循环利用不污染水环境延长建筑寿命，节能减排，变废为宝，必将产生万亿的直接的间接的环境效益、生态效益、社会效益、经济效益，利国利民。

具体实施方式

实施例1

重金属废水处理技术工艺，包括以下步骤：

(1)按以下重量百分比的组分配制混合成专用处理药剂(Y3—8013)

·2％-3％的大理石、5％-6％的滑石、5％-6％的还原铁粉、18％-19％的天青石、1％-2％的莫来石、3％-4％的蛇纹石、20％-21％的黄铁矿石、0.3％-0.4％的高岭土、0.4％-0.5％的凹凸棒土、2％-3％的铝矾土、5％-6％的硅藻土、4％-5％的菱苦土、0.3％-0.5％的蒙脱石、5％-5.4％的花岗石、1％-2％的膨润土、3％-3.1％的元明粉、25％-13.1％的5000kj／kg-6000kj／kg的天然煤炭烟煤或无烟煤。

·在电炉中580℃-1100℃以下，在氦气保护下，将混合矿石进行红热煅烧6—12小时，在空气中自然冷却到室温。粉碎至60目到800目，燃煤炭煅烧挥发的部分，用滑石粉、凹凸棒土补充剩余重量为100％。

·配制8％-12％的98％柠檬酸、7％-13％的98％冰醋酸、11％的1：1的含量为30％亚硝酸和二氧化氮溶于水的饱和溶液、15％-18％的85％磷酸、14％-17％的31％盐酸、10％-11％的50％甲酸、1％-3％的氢硫酸、10％-12％的98％硫酸的一种或几种混合酸的水占25％-3％溶液混合物。

·室温下，在pH=10-11的30％氢氧化钠调节的水溶液中，添加0.3％-1.5％的50％含量的双氧水溶液，混合均匀，再添加分子量在8000—1200g／mol的聚丙烯酰胺粉末搅拌溶解反应，添加含量为30％的高模数偏硅酸钠10％溶液混合反应，加水制成1％-2％含量的分子量在1200万-1300万的阴离子聚丙烯酰胺接枝共聚硅酸盐的水溶液。

【1】利用配方(1)、2％大理石、5％的滑石、5％的还原铁粉、18％的天青石、1％的莫来石、3％的蛇纹石、20％的黄铁矿石、0.3％的高岭土、0.4％-的凹凸棒土、2％的铝矾土、5％的硅藻土、4％的菱苦土、0.3％的蒙脱石、5％的花岗石、1％的膨润土、3％的元明粉、25％的5000kj／kg的动力煤炭。

·在电炉中880℃以下，在氦气保护下，对于混合矿石，进行红热煅烧6小时，在空气中自然冷却到室温。粉碎至625目-800目，燃煤炭煅烧挥发的部分，用滑石粉、凹凸棒土补充剩余重量为100％。得到Y3—8013

·室温下，在pH=11的10％到30％氢氧化钠调节的水溶液中，添加0.3％的50％含量的双氧水溶液，混合均匀，再添加分子量在8000mog／g的阴离子聚丙烯酰胺粉末搅拌溶解反应，添加含量为30％的高模数偏硅酸钠10％-30％溶液混合反应，加水制成1％含量的分子量在1200万的阴离子聚丙烯酰胺接枝共聚硅酸盐的水溶液。

·在酸性pH=0.1的含铅酸蓄电池废水中，添加Y3—8018配方一，控制投加量，使得反应废水的pH值=9，搅拌混合反应2小时，添加1％含量的分子量在1200万的阴离子聚丙烯酰胺接枝聚硅酸盐的水溶液160ppm混匀沉淀，出水重金属铅和镉及砷含量全部都小于等于0.001mg／l。CODcr≤20mg／l到50mg／l、NH3-N≤9mg／l、TP≤0.1mg／l、TN≤1mg／l、铅≤0.0001mg／l、汞≤0.001mg／l、镉≤0.001mg／l、砷≤0.001mg／l，达到《城镇生活污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)，可直接排放到河流、沟渠及城市下水管道或城镇污水处理厂中。

·将沉淀废渣，压滤后含水率控制在80％，添加到比例在1：2：3的水泥、黄沙、石子中搅拌均匀，添加1％的氧化铁黄做为标记色。压制成杀白蚁杀虫免烧砖。重金属在建材中，不溶于水。含重金属压滤废渣在混凝土中的添加量不超过30％。压滤废水经过沉淀，检测排放。

实施例2

【2】碱性含重金属废水治理工艺

利用配方(1)、3.1％的大理石、2.3％的滑石、22％的天青石、1.5％的莫来石、0.9％的蛇纹石、20％的黄铁矿石、0.9％的高岭土、1％的凹凸棒土、1％的铝矾土、3％的硅藻土、1％的菱苦土、0.6％的蒙脱石、1.5％的花岗石、0.8％的膨润土、35％的元明粉、剩余量为5000kj／kg的动力煤炭，在电炉中1000℃以下，在氦气保护下，进行红热煅烧6小时，在空气中自然冷却到室温。粉碎至800目，燃煤炭煅烧挥发的部分，用600目的滑石粉、高岭土、硅藻土、凹凸棒土=1：1：1按任意比例补充由于燃烧煤炭挥发和矿石煅烧减少的剩余重量达到100％。得到重金属废水处理剂。

·配制8％的柠檬酸、6％的冰醋酸、10％的1：1亚硝酸+3％二氧化氮饱和液30%+硝酸50％的混合液、15％的磷酸、15％的盐酸、10％的甲酸、1％氢硫酸、10％的硫酸的一种或几种混合酸的水占25％溶液混合物1：1：1：1：1：1：1混合酸的含50％水溶液混合物。

其中原料为：98％柠檬酸、98％冰醋酸、18％亚硝酸，二氧化氮与硝酸的1：1：0.6的二氧化氮的饱和液、1％氢硫酸、85％磷酸、31％盐酸、50％甲酸、98％硫酸均为市售工业品。

在碱性含重金属铅、镉、砷、汞、铬的废水里面，搅拌下，投加配制的8％的柠檬酸、6％的冰醋酸、10％的1：1硝酸亚硝酸二氧化氮饱和溶液、1％的氢硫酸、15％的磷酸、15％的盐酸、10％的甲酸、10％的硫酸的一种或几种混合酸的水占25％溶液混合物1：1：1：1：1：1：1：1混合酸的含50％水溶液混合物搅拌混匀。

用添加Y3—8013搅拌反应投料量，先控制废水的pH值=2，再控制出水的pH值=6.5，搅拌2小时，添加100ppm的1％含量的分子量在1200万的阴离子聚丙烯酰胺接枝聚硅酸盐的水溶液，搅拌均匀10分钟，沉淀出水铅、镉、砷、汞、铬都小于等于0.001mg／l。CODcr≤20mg／l到50mg／l、NH3-N≤1mg／l、TP≤0.1mg／l、TN≤1mg／l、铅≤0.001mg／l、汞≤0.001mg／l、镉≤0.0001mg／l、砷≤0.001mg／l，达到《城镇生活污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)，可直接排放到河流、沟渠及城市下水管道或城镇污水处理厂中。将含有重金属铅、镉、汞、铬、镍、银、铜、锰、锡、非金属砷而没有放射性超标的沉淀废渣，压滤后含水率控制在85％，添加到比例在1：3：5的水泥、黄沙、石子中搅拌均匀，添加氧化铁黄做为标记色。压制成杀白蚁杀虫免烧砖。重金属在建材中，不溶于水。含重金属压滤废渣在混凝土中的添加量不超过30％。压滤废水经过沉淀处理，检测排放。

实施例3

在含放射性铀U238和235、含钍含铊、铅、钴-60、Sr-90、铊Tl的重金属废水中，先用10，5％的1：1的含量为30％亚硝酸和二氧化氮溶于水的饱和溶液混合酸，调节废水的pH值为0.1，加入处理药剂Y3—8013混合搅拌5到10分钟，在调节废水的pH值=9时，沉淀3到30分钟，处理出水中放射性重金属铀U238和235、含钍含铊、铅、钴-60、锶-90、铊Tl的在出水中的含量≤0.00000001mg／l，放射线元素在出水中含量达标排放，沉淀物中含有全部放射性元素，可以经过离子化的接枝聚硅酸盐吸附固化回收，经过半衰期最后蜕变成为稳定元素铅固定。

Claims

1.重金属废水处理工艺，其特征在于包括以下步骤：

(1)按以下重量百分比配制合成重金属废水处理药剂：2％-3％的大理石、5％-6％的滑石、5％-6％的还原铁粉、18％-19％的天青石、1％-2％的莫来石、3％-4％的蛇纹石、20％-21％的黄铁矿石、0.3％-0.4％的高岭土、0.4％-0.5％的凹凸棒土、2％-3％的铝矾土、5％-6％的硅藻土、4％-5％的菱苦土、0.3％-0.5％的蒙脱石、5％-5.4％的花岗石、1％-2％的膨润土、3％-3.1％的元明粉、25％-13.1％的5000kj／kg-7000kj／kg的1：1混合配制的矿产烟煤与焦炭比，在电炉中以680℃-1100℃，在氮气保护下，常压，进行红热煅烧6—24小时，在空气中自然冷却到室温。利用锤击式粉碎机或球磨机，粉碎物料至60目到800目，燃煤炭煅烧挥发的部分重量，用250目到800目的陶土、滑石粉、凹凸棒土按任意比例补充剩余烧失重量达到100%。得到重金属废水处理剂。

(2)配制8％-12％的98％柠檬酸、7％-13％的98％冰醋酸、10％-11％的1：1的含量为30％亚硝酸和二氧化氮溶于水的饱和溶液、15％-18％的85％磷酸、14％-17％的31％盐酸、10％-11％的50％甲酸、1％-3％的氢硫酸、10％-12％的98％硫酸的一种或几种混合酸的水占25％-3％溶液混合物，混合物挥发重量用水补充为100％，作为溶解Y3—8013的使用溶剂用来配套调节含重金属废水pH值、处理废水的预备液。

(3)室温常压下利用搪瓷反应釜，在pH=10-13.6的用30％氢氧化钠调节的水溶液中，添加0.3％-1.5％重量比的含量为10％到50％的双氧水稀释溶液，混合均匀，再添加分子量在800万到1800万g／mol的聚丙烯酰胺粉末，以每分钟20转到30转的转速，搅拌溶解反应1-10小时，添加含量为10％到20％的高模数偏硅酸钠稀释溶液5％到10％混合反应1到2小时，加水制成1％-2％固溶物含量的分子量在1200万-1300万的聚丙烯酰胺接枝共聚硅酸盐的水溶液。

(4)在处理含重金属废水的时候，先区分废水的pH值是酸性、碱性还是中性，对于酸性重金属废水pH值≤6.9—7，可以直接投加Y3—8013进行混合反应沉淀处理；对于中性或碱性重金属废水pH值≥7—9的处理，是在将废水搅拌的情况下，利用投加配制的预备液“(2)”溶液中的一种或几种酸或混合酸调节，控制要处理的废水的pH值=0.1—6.9，溶解废水中所有的重金属铅、镉、汞、镍、铜、铬、银、金、锰、铊、铀、钚、钴-60、锶-90钍、锡、放射性金属元素离子与非金属砷，控制一定的投药量与废水反应，药剂和废水发生酸碱中和聚合沉淀反应，反应后的重金属离子，生成不溶于水、弱酸、弱碱的化合物沉淀，将处理后的出水检测，出水排放中，所有重金属含量除六价铬在≤0.001mg／l，达标排放到污水处理厂的进水或排放到江河、湖泊、海洋，出水排放中，所有重金属含量除六价铬在≤0.001mg／l外，其它重金属铅、镉、汞、镍、铜、银、金、锰、铊、铀、钚、钴-60、锶-90、钍、锡含量全部≤0.0001mg／l。如果在废渣里不含放射性元素或离子离子化合物超标的情况下，可以将废水处理中分离出来固定化的所有重金属化合物废渣，压滤在含水率在80％-85％，压滤水回流处理，废水中所有反应共沉淀的重金属铅、镉、汞、镍、铜、银、铬、锰、锡、砷不溶于水或微溶于水的混合物压滤废渣：与水泥黄沙石子按照黄沙：水泥：石子：灰渣=1：2：3：0.3到1：3：5：0.2之间比例，压制杀白蚁免烧砖。也可以用于建筑混凝土浇注，可以延长建材和建筑使用寿命。其中，废渣、重金属渣的添加使用量，以能够压制混凝土成型而有一定标准检测合格的强度为主，一般不超过混凝土总量的3.5％-20％。为了便于识别重金属砖和循环利用，在生产重金属杀虫砖的时候，压制前，在重金属砖的表面，添加0.5cm-1cm厚的预混合填料的混凝土颜料层，含有重量比1％-3.5％的工业级氧化铁颜料。主要是氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁蓝、氧化铁黑，便于区分。

2.根据权利要求书“1、”中所说的重金属废水处理剂Y3—8013的生产工艺配合比为：按以下重量百分比配制合成重金属废水处理剂：2％-3％的大理石、5％-6％的滑石、5％-6％的还原铁粉、18％-19％的天青石、1％-2％的莫来石、3％-4％的蛇纹石、20％-21％的黄铁矿石、0.3％-0.4％的高岭土、0.4％-0.5％的凹凸棒土、2％-3％的铝矾土、5％-6％的硅藻土、4％-5％的菱苦土、0.3％-0.5％的蒙脱石、5％-5.4％的花岗石、1％-2％的膨润土、3％-3.1％的元明粉、25％-13.1％的5000kj／kg-6000kj／kg的动力煤炭在电炉中680℃-1100℃以下，在氮气保护下，进行红热煅烧3—24小时，在空气中自然冷却到室温，粉碎至60目到800目，燃煤炭煅烧挥发的部分重量，用250目到800目的陶土、滑石粉、凹凸棒土的随意比例，补充剩余烧失重量为100％。

3.根据权利要求书“1、”中的“(2)”所说，配制8％-12％的98％柠檬酸、7％-13％的98％冰醋酸、10％-11％的1：1的含量为30％亚硝酸和二氧化氮饱和溶液、15％-18％的85％磷酸、14％-17％的31％盐酸、10％-11％的50％甲酸、1％-3％的氢硫酸、10％-12％的98％硫酸的一种或几种混合酸的水占25％-3％溶液混合物，用于调节含重金属废水的pH值，使得重金属废水在处理前呈现溶解成离子态，容易重金属处理药剂“1、”中的“(1)”发生物理化学反应，固化沉淀，重金属沉淀物不易溶于水或难溶于水。

4.根据权利要求书1、中的“(3)、”中所说的聚丙烯酰胺接枝共聚反应是：室温常压下利用搪瓷反应釜，在pH=10-13.6的用30％氢氧化钠调节的水溶液中，添加0.3％-1.5％重量比的含量为10％到50％的双氧水稀释溶液，混合均匀，再添加分子量在800万到1800万g／mol的聚丙烯酰胺粉末，以每分钟20转到30转的转速，搅拌溶解反应1—10小时，添加含量为10％到20％的高模数偏硅酸钠稀释溶液5％到10％混合反应1到2小时，加水制成1％-2％固溶物含量的分子量在1200万-1300万的聚丙烯酰胺接枝共聚硅酸盐的水溶液。

5.根据权利要求书1、中所说的生产Y3—8013处理药剂的原料矿石：大理石、滑石、还原铁粉、天青石、莫来石、蛇纹石、黄铁矿石、高岭土、凹凸棒土、铝矾土、硅藻土、菱苦土、蒙脱石、花岗石、膨润土、元明粉、25％-13.1％的5000kj／kg-7000kj／kg的天然矿产煤炭，均为市售工业品，除还原铁粉外，所有石头矿产也可以是天然原料的重金属含量低的矿石或石头的20目到80目的粉末，元明粉可以由海水或地下卤水开采取得。

6.根据权利要求书1、的(1)中所说生产Y3—8013、(2)、(3)、所说的原料名称，配方，混合合成工艺，目的是既能处理酸性重金属废水，也能处理碱性重金属废水，同时又能处理中性重金属废水，处理重金属废水原水的pH值适宜范围在pH=0.1—14。

7.根据权利要求书1、的“(1)、”中所说的生产Y3-8013重金属废水处理剂的主要特征是既可以和“(2)、”的酸性混合物发生物理化学反应，用来中和处理碱性重金属废水，又能在废水的中和反应完成后，通过投料量，控制废水的pH值=6—9，投加一定量的大分子链聚丙烯酰胺接枝硅酸盐，在废水中发生理化反应和与重金属的聚合沉淀絮凝反应，加大聚合和沉降速度，而Y3—8013原料矿石本身含有的微量重金属元素，不影响含重金属废水处理出水排放中的重金属含量，处理后出水排放中的重金属铅、镉、汞、银、金、镍、铜、铬、锰、铊、钚、铀、钴-60、锶-90、锡与非金属元素砷含量全部各≤0.0001mg／l-0.00001mg／l的处理结果。

8.权利要求水1、的“(2)、”中所说，配制8％-12％的98％柠檬酸、7％-13％的98％冰醋酸、10％-11％的1：1的含量为30％亚硝酸和二氧化氮饱和溶液、15％-18％的85％磷酸、14％-17％的31％盐酸、10％-11％的50％甲酸、1％-3％的氢硫酸、10％-12％的98％硫酸的一种或几种混合酸的水占25％-3％溶液混合物。可以用来溶解游离的氧化物、氢氧化物状态下的各种重金属离子，有利于跟Y3—8013中的大理石、铁粉、天青石、黄铁矿石、莫来石、铝矾土、夌苦土、元明粉、花岗岩、高岭土与煤炭的高温煅烧产物发生不溶于水的化学反应，在废水中，人为改变所需要的pH值，有利于在处理含重金属废水时，混凝共沉淀重金属。

9.根据权利要求水1、的“(4)、”中所说，在生产重金属杀虫砖的时候，可以添加在重金属砖的表面，添加预涂覆0.5cm-1cm厚的混凝土复合颜料层，含有按混凝土重量比为1％-3.5％的氧化铁颜料，以示区别其它砖，有利于回收再生重复利用，按混凝土重量比可以添加0.2％到0.3％的燃煤发电产生的灰渣，没有二次污染。氧化铁颜料主要是工业氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁蓝、氧化铁黑颜料中的一种或几种，用于免烧砖的工业品氧化铁颜料的纯度不作规定。