CN108178395B - 一种废水中砷和/或重金属的硫化去除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于废水污染治理技术领域，具体涉及一种废水中砷和/或重金属的硫化去除方法。本方法包括：将硫代硫酸钠添加至废水中，充分混合；将混合液置于紫外光下，直至产生沉淀；固液分离，得到砷或重金属的硫化物沉淀和处理后的废水。本发明废水中砷和/或重金属的硫化去除方法，具有操作简单、反应时间短、无二次污染、砷和/或重金属去除率高等优点。在合适的硫代硫酸钠与砷、重金属配比下，砷和/或重金属的去除率可达98％以上。
Description
技术领域
本发明属于废水污染治理技术领域，具体涉及一种废水中砷和/或重金属的硫化去除方法。
背景技术
我国诸多工业行业均产生大量含有砷或重金属的废水。砷和多种重金属均具有高生物毒性，在废水排放前必须对其进行去除。目前，一般利用混凝法或吸附法去除废水中的砷和/或重金属，但此方法产生大量含砷或重金属的低品位污泥，产生二次污染。
硫化法通过砷或重金属与硫离子(S2-)反应生成溶度积极小的硫化物沉淀以实现其去除，该方法可得品位较高的含砷或重金属的硫化物沉淀，是实现废水中砷和/或重金属去除和资源化的潜在处理技术。然而，为了保证重金属的去除率，往往需投加过量硫化剂。过量的硫化剂在酸性条件下可生成硫化氢气体，硫化氢是一种极性剧毒气体，吸入少量高浓度硫化氢可于短时间内致命，低浓度的硫化氢对眼、呼吸系统及中枢神经都有强烈的刺激和影响。因此，利用传统硫化沉淀法可能对环境和操作人员造成极大危害；另外，在中碱性条件下，即使不产生硫化氢气体，过量硫化剂的加入会导致废水中残留大量具有高毒性和高腐蚀性的硫离子，难以达到废水排放标准。因此，硫化法的发展方向为处理过程中不产生硫化氢气体，且处理后废水中残留的硫离子浓度低于废水排放标准。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题，提供一种废水中砷和/或重金属的硫化去除方法，本方法在紫外光照射下利用硫代硫酸钠去除废水中砷和/或重金属，操作简单、处理周期短、无二次污染、砷和/或重金属去除率高，有助于实现废水中砷和/或重金属的去除和资源化。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种废水中砷和/或重金属的硫化去除方法，包括以下步骤：
步骤1：将硫代硫酸钠添加至含砷和/或重金属的废水中，充分混合，得混合液；
步骤2：将上述混合液置于紫外光下，直至不再产生新的产生沉淀；
步骤3：固液分离，得到砷和/或金属硫化物沉淀和处理后的废水。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述废水指在工业生产中产生的含有重金属或砷的废水，或多种废水的混合液。
进一步，所述废水中的砷以离子的形式存在；所述废水中的重金属为离子态的Sn、Co、Cu、Hg、Bi、Ag、Fe、Mn、Ge、Zn、Pb、Sb、Cd中的一种或多种。
进一步，所述硫代硫酸钠以固体形式或配制成浓缩液后添加至废水中。
进一步，所述硫代硫酸钠与砷和重金属的摩尔比为(1～100)：1。
进一步，所述混合方式包括搅拌、震荡或超声。
进一步，所述紫外光包括有效波长为190～400nm的单波长、多波长或连续波长紫外光。
进一步，所述紫外光的光照强度为0.1mM/cm2-10000mM/cm2。
进一步，所述固液分离为砂滤、压滤、膜滤和离心分离中的一种或多种的组合。
本发明的有益效果是：
利用该方法可实现以下有益效果，砷和/或重金属硫化去除过程中选择性产生硫化氢气体，且处理后的废水中硫离子浓度极低。其原理为：在紫外光照射下，硫代硫酸钠可分解产生·SH/·S和SO3·自由基，同时，·SH/·S自由基可诱导生成H2S/S2 2-，生成的·SH/·S和H2S/S2 2-可使砷或重金属转化为硫化物沉淀。因为硫代硫酸钠光解生成·SH/·S和H2S/S2 2-的速率相对缓慢，而且其一旦生成即可与砷或重金属形成硫化物沉淀，导致废水中硫化物·SH/·S和H2S/S2 2-的含量极低，且砷及重金属的去除效果良好。另外，硫代硫酸钠光致分解具有选择性，在有砷或重金属存在下，产物为砷或硫化物沉淀；在砷或重金属沉淀后，溶液中多余的硫代硫酸钠或光生硫离子可在紫外光下转化为单质硫。因此，该方法处理过程中无剧毒硫化氢污染，反应后废水中硫离子浓度低于10μg/L，砷和/或重金属的去除率达到98％以上。该方法可解决砷和/或重金属硫化去除过程中硫化氢气体污染和处理后废水中硫离子残留的问题。
附图说明
图1为本发明一种废水中砷和/或重金属的硫化去除方法的流程图。
具体实施方式
以下对本发明的特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种废水中砷和/或重金属的硫化去除方法，具体步骤如下：
步骤1：将3.16g硫代硫酸钠固体加入1L的含有2％(v/v)H2SO4且含砷离子、铜离子的浓度分别为100mg/L和300mg/L的污酸中，用磁力搅拌器搅拌均匀；
步骤2：用1000W高压汞灯(波长范围190nm-900nm，光照强度135mW/cm2)照射20min，直至不再产生新的沉淀；
步骤3：将产生的沉淀抽滤分离。
对处理后的污酸进行检测，得到处理后污酸中砷离子和铜离子的浓度均低于20μg/L，残余硫离子浓度低于10μg/L，砷离子、铜离子的去除率均高于99.9％。
实施例2
一种废水中砷和/或重金属的硫化去除方法，具体步骤如下：
步骤1：将6g硫代硫酸钠固体加入到1L含有50mg/L Hg2+、120mg/LZn2+和80mg/L Pb2 +的pH为6的废水中，用磁力搅拌器搅拌均匀；
步骤2：用1000W高压汞灯(波长范围190nm-900nm光照强度135mW/cm2)照射20min，直至不再产生新的沉淀；
步骤3：将产生的沉淀膜滤分离，所用滤膜孔径为0.45μm。
对处理后的废液进行检测，处理后废液中Hg2+、Zn2+、Pb2+的浓度均低于100μg/L，Hg2+、Zn2+和Pb2+的去除率均达到了99％以上。
实施例3
一种废水中砷和/或重金属的硫化去除方法，具体步骤如下：
步骤1：将1.74g硫代硫酸钠固体加入到1L分别含有100mg/L Ag+、100mg/L Hg2+和100mg/L Pb2+的pH为5的废水中，用磁力搅拌器搅拌均匀；
步骤2：用28W单波长低压紫外灯(254nm，3.5mW/cm2)下照射30min，直至不再产生新的沉淀；
步骤3：将产生的沉淀抽滤分离。
对处理后的废水进行检测，处理后废水中Ag+、Hg2+和Pb2+的浓度均低于50μg/L，去除率均达到99％以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种废水中砷和/或重金属的硫化去除方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将硫代硫酸钠添加至含砷和/或重金属的废水中，充分混合，得混合液；
步骤2：将上述混合液置于紫外光下，直至不再产生新的沉淀；
步骤3：固液分离，得到砷和/或金属硫化物沉淀和处理后的废水。
2.根据权利要求1所述的废水中砷和/或重金属的硫化去除方法，其特征在于，所述废水指在工业生产中产生的含有砷和/或重金属的废水，或多种上述废水的混合液。
3.根据权利要求1所述的废水中砷和/或重金属的硫化去除方法，其特征在于，所述废水中的砷以离子的形式存在；所述废水中的重金属为离子态的Sn、Co、Cu、Hg、Bi、Ag、Fe、Mn、Ge、Zn、Pb、Sb、Cd中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的废水中砷和/或重金属的硫化去除方法，其特征在于，所述硫代硫酸钠以固体形式或配制成浓缩液后添加至废水中。
5.根据权利要求1所述的废水中砷和/或重金属的硫化去除方法，其特征在于，所述硫代硫酸钠与废水中砷和重金属总量的摩尔比为(1～100)：1。
6.根据权利要求1所述的废水中砷和/或重金属的硫化去除方法，其特征在于，所述混合方式包括搅拌、震荡或超声。
7.根据权利要求1所述的废水中砷和/或重金属的硫化去除方法，其特征在于，所述紫外光包括有效波长为190～400nm的单波长、多波长或连续波长紫外光。
8.根据权利要求1所述的废水中砷和/或重金属的硫化去除方法，其特征在于，所述紫外光的光照强度为0.1mM/cm2-10000mM/cm2。
9.根据权利要求1所述的废水中砷和/或重金属的硫化去除方法，其特征在于，所述固液分离为砂滤、压滤、膜滤和离心分离中的一种或多种的组合。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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