CN105110392A - 一种非选择性重金属废水快速净化剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非选择性重金属废水快速净化剂，属于环境保护技术领域。包括以下述重量百分比的组分：钠化膨润土30-60％，酸处理钢渣磨细粉10-50％，酸处理电厂粉煤灰12-32％，聚乙二醇聚合物1-3％，聚丙烯酰胺0.5-1.5％，上述组分合计100％。本发明的有益效果：对非选择性重金属废水快速净化处理剂的组分进行了深入研究，精选出五个组份，解决重金属废水处理的普适性难题，提供一种处理效果好、生产成本低、普适性强、处理周期短、设备条件要求低、不造成二次水体污染的非选择性重金属废水快速净化处理剂。

Description

一种非选择性重金属废水快速净化剂

技术领域

本发明涉及一种非选择性重金属废水快速净化剂，属于环境保护技术领域。

背景技术

我国重金属废水产生量巨大，特别是制药、皮革鞣洗、稀土元素提炼等行业发展迅速，进而产生大量的重金属废水，造成了环境污染，严重影响了相关企业及周边群众的正常生产和生活。国内外关于重金属废水治理相关技术的研究很多，成果也很多，但局限于处理工艺、处理成本、处理效果甚至是环境的二次污染等原因而不能根治重金属废水污染。

现有的重金属废水处理剂通常分为两种一种是重金属氧化还原处理剂，另一种是碱金属沉淀处理剂。第一种是通过氧化还原反应的原理，促进重金属解毒或脱离而达到重金属废水处理的目的，依据此而形成的重金属废水处理药剂在处理过程中往往会在废水中引入其他溶解性强的离子，而这些离子的脱除很困难，容易造成水体的二次污染且造价偏高；第二种则是依靠碱金属氢氧化物大多溶解度偏低的原理来处理重金属废水的，这种水处理剂多是强碱型，对处理后水体的pH值影响较大，若是再加入药剂调节，则成本上升较快。

因此，国内外研究人员一直致力于开发出一种开发出一种处理效果好、生产成本低、普适性强、处理周期短、设备条件要求低、不造成二次水体污染的的非选择性重金属废水快速净化处理剂，以满足我国相关行业重金属废水解毒、快速高效处理处置的需要。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种处理效果好、生产成本低、普适性强、处理周期短、设备条件要求低、不造成二次水体污染的的非选择性重金属废水快速净化处理剂。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：非选择性重金属废水快速净化处理剂，包括以下述重量百分比的组分：钠化膨润土30-60％，酸处理钢渣磨细粉10-50％，酸处理电厂粉煤灰12-32％，聚乙二醇聚合物1-3％，聚丙烯酰胺0.5-1.5％，上述组分合计100％。

按上述方案，所述的钠化膨润土的CEC(吸蓝量)值为180-300mg/g。

按上述方案，所述的热泼钢渣为液态热泼钢渣粒化处理磁选后，粒径小于5mm的自然级配钢渣，其中钙镁硅铝铁氧化物总含量超过95％。

本发明的钢渣的组分(单位wt％)：CaO45.76、SiO₂14.30、Al₂O₃1.63、FeO13.11、Fe₂O₃9.28、MgO9.84、MnO1.71、P₂O₅1.40、S0.056，其余为杂质。

按上述方案，所述的酸处理钢渣磨细粉和酸处理电厂粉煤灰均磨细至200目以下。

按上述方案，所述聚乙二醇聚合物的分子量为10000～60000；所述聚丙烯酰胺的分子量为10⁶～10⁷。

本发明的非选择性重金属废水快速净化处理剂的制备方法为：首先将钢渣、粉煤灰分别用浓度为15％(体积浓度)盐酸浸泡4小时，分别用球磨机磨细至不低于200目备用；再将所述膨润土钠化处理至CEC值≧180mg/g，并烘干至含水率≦1％备用；然后选择固定分子量的乙二醇聚合物和聚丙烯酰胺，最后按照各组分的重量百分比将各个组分加入封闭三轴搅拌机搅拌15～20min后，覆膜打包后，即可。

本发明对所述非选择性重金属废水快速净化处理剂的制备方法中各步骤控制的理由为：

首先将所述钢渣、电厂粉煤灰利用浓度为15％盐酸浸泡4小时，是为了将钢渣与粉煤灰中的惰性成分进行侵蚀处理，因为钢渣与粉煤灰都是高温过程产生的固体废弃物，其中很多钙镁硅铝金属氧化组成的不定相组织表面致密，不利于活性激发，用盐酸侵蚀后，有利于其活性激发；利用球磨机将钢渣与粉煤灰分别磨细至200目以下，是为了充分激发其潜在的火山灰活性，有利于其在水溶液中发生反应。膨润土的钠化处理主要是为了提高其层间吸附容量以及离子交换容量，其主要控制技术指标为吸蓝量CEC，本发明加工时控制CEC不低于180mg/g是为了保证整个处理的吸附效果，同时也是控制生产成本的要素之一。而乙二醇聚合物与聚丙烯酰胺则需购买工业成品，控制其分子量主要是为了保证处理效果的同时控制生产成本。

各组分的机理及作用：

钠化膨润土：主要用于提供重金属离子吸附固定基体。重金属离子在包裹、络合、吸附架桥、固定处理后附着于吸附基体内部，达到重金属离子与水相分离的目的。钠化膨润土低于30％，吸附相基体达不到要求，钠化膨润土含量高于60％，固液分离能力下降。

酸处理钢渣磨细粉：重金属离子络合剂，主要用于提高重金属离子在水溶液中的络合效果。酸处理钢渣磨细粉含量低于10％，难以形成络合金属离子，影响整体重金属离子的固定效果，酸处理钢渣磨细粉含量高于50％，水溶液中金属离子络合物容易形成过饱和络合物，会增加重金属离子在水溶液中的溶解量，降低处理效果。

酸处理电厂粉煤灰：重金属离子络合络合物矿化剂，主要用于提高重金属离子络合物的矿化性，用于提升络合物的吸附效果。酸处理电厂粉煤灰含量低于12％，矿化效果差，不利于吸附，酸处理电厂粉煤灰含量高于32％，不利于重金属离子络合物的形成，降低处理效果。

分子量为10000～60000聚乙二醇聚合物：主要起润湿、分散作用，能降低表面张力，促进各种离子在水溶液中的分散效果。分子量为10000～60000聚乙二醇聚合物含量低于1％，降低表面张力不明显，含量高于3％，导致水溶液中泡沫增加，影响络合物吸附的均匀性，且成本增加。

分子量为10⁶～10⁷的聚丙烯酰胺：主要起金属螯合、沉淀作用。聚丙烯酰胺易溶于水，实验证明聚丙烯酰胺是一种极罕见的金属螯合剂和絮凝剂，当聚丙烯酰胺与金属离子络合物碰撞时，会发生快速的拥挤沉淀现象，聚丙烯酰胺含量低于0.5％，金属离子的螯合效果不明显，聚丙烯酰胺含量高于1.5％，成本增加较大。

本发明的有益效果：对非选择性重金属废水快速净化处理剂的组分进行了深入研究，精选出五个组份，解决重金属废水处理的普适性难题，提供一种处理效果好、生产成本低、普适性强、处理周期短、设备条件要求低、不造成二次水体污染的的非选择性重金属废水快速净化处理剂。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细的说明，但是此说明不会构成对本发明的限制。

所述非选择性重金属废水快速净化处理剂1-5中的组分及配比参见表1：(五个组分合计100％重量百分数计)。

表1实施配方表

实施例1：

首先将钢渣、粉煤灰分别用浓度为15％盐酸浸泡4小时，分别用球磨机磨细至不低于200目备用；再将所述膨润土钠化处理至CEC值≧180mg/g，并烘干至含水率≦1％备用；然后选择固定分子量的乙二醇聚合物和聚丙烯酰胺，最后按照表1各组分的重量百分比将各个组分加入封闭三轴搅拌机搅拌15～20min后，覆膜打包后，即可。

取武钢冷轧厂含铬钝化液废液1000ml，置于锥形瓶中，其中铬元素浓度为75mg/L，按照1％重量比(即10g)称取组分1净化剂，加入锥形瓶中，将锥形瓶置于自动旋转搅拌机上振荡搅拌2分钟，后过滤，测定滤液中铬元素浓度，为未检出，达到了去除效果。

实施例2：

其具体制备方法同实施例1，不同之处在于按照表1各组分的重量百分比取料。

取黄冈五星金属制品厂重金属废液1000ml，置于锥形瓶中，其中其中含Pb²⁺、Zn²⁺、Mn²⁺以及PO₄ ^2-，经环保部门检测上述几种有害元素浓度均超标，按照1％重量比(即10g)称取组分2净化剂，加入锥形瓶中，将锥形瓶置于自动旋转搅拌机上振荡搅拌2分钟，后过滤，测定滤液中Pb²⁺、Zn²⁺、Mn²⁺以及PO₄ ^2-浓度，均低于国家环保排放阈值，达到了去除效果。

实施例3：

其具体制备方法同实施例1，不同之处在于按照表1各组分的重量百分比取料。

取荆州沙隆达农药厂废液1000ml，置于锥形瓶中，其中其中含Pb²⁺、Cd²⁺、Mn²⁺以及PO₄ ^2-，经环保部门检测上述几种有害元素浓度均超标，按照1％重量比(即10g)称取组分3净化剂，加入锥形瓶中，将锥形瓶置于自动旋转搅拌机上振荡搅拌2分钟，后过滤，测定滤液中Pb²⁺、Cd²⁺、Mn²⁺以及PO₄ ^2-浓度，均低于国家环保排放阈值，达到了去除效果。

实施例4：

其具体制备方法同实施例1，不同之处在于按照表1各组分的重量百分比取料。

取武钢北湖渣场垃圾渗滤液1000ml，置于锥形瓶中，其中其中含Hg²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺以及Cr³⁺，经环保部门检测上述几种有害元素浓度均超标，按照1％重量比(即10g)称取组分4净化剂，加入锥形瓶中，将锥形瓶置于自动旋转搅拌机上振荡搅拌2分钟，后过滤，测定滤液中Hg²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺以及Cr³⁺浓度，均低于国家环保排放阈值，达到了去除效果。

实施例5：

其具体制备方法同实施例1，不同之处在于按照表1各组分的重量百分比取料。

取武钢北湖渣场垃圾渗滤液1000ml，置于锥形瓶中，其中其中含Hg²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺以及Cr³⁺，经环保部门检测上述几种有害元素浓度均超标，按照0.5％重量比(即5g)称取组分5净化剂，加入锥形瓶中，将锥形瓶置于自动旋转搅拌机上振荡搅拌2分钟，后过滤，测定滤液中Hg²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺以及Cr³⁺浓度，均低于国家环保排放阈值，达到了去除效果。

Claims (5)

1.非选择性重金属废水快速净化处理剂，包括以下述重量百分比的组分：钠化膨润土30-60％，酸处理钢渣磨细粉10-50％，酸处理电厂粉煤灰12-32％，聚乙二醇聚合物1-3％，聚丙烯酰胺0.5-1.5％，上述组分合计100％。

2.按权利要求1所述的非选择性重金属废水快速净化处理剂，其特征在于所述的钠化膨润土的CEC(吸蓝量)值为180-300mg/g。

3.按权利要求1所述的非选择性重金属废水快速净化处理剂，其特征在于所述的热泼钢渣为液态热泼钢渣粒化处理磁选后，粒径小于5mm的自然级配钢渣，其中钙镁硅铝铁氧化物总含量超过95％。

4.按权利要求1所述的非选择性重金属废水快速净化处理剂，其特征在于所述的酸处理钢渣磨细粉和酸处理电厂粉煤灰均磨细至200目以下。

5.按权利要求1所述的非选择性重金属废水快速净化处理剂，其特征在于所述聚乙二醇聚合物的分子量为10000～60000；所述聚丙烯酰胺的分子量为10⁶～10⁷。