CN109019741A - 一种处理重金属废水的化学吸附剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种处理重金属废水的化学吸附剂，包括如下质量份的组份：5～25份的氧化钙、15～40份的无机高分子絮凝剂、1～25份的含硫铁粉、3～30份的过碳酸钠及1～10份的有机高分子絮凝剂。本发明所述吸附剂的使用操作简单，条件易于控制，药剂用量较小，沉降速度快。

Description

一种处理重金属废水的化学吸附剂及其应用
技术领域
本发明涉及一种处理重金属废水的化学吸附剂及其应用。
背景技术
近年来，由于工业的快速发展，水污染问题已成为社会各界关注的焦点问题之一。废水中含有的各种重金属离子，会通过食物链的富集对人体造成不可逆转的伤害。重金属废水主要来源于矿山排水、废石场淋浸水、选矿厂尾矿排水、有色金属冶炼厂除尘排水、有色金属加工厂酸洗水、电镀厂镀件洗涤水、钢铁厂酸洗排水等。废水中重金属离子的种类、含量及其存在形态随生产工艺条件的变化而改变。
废水中的重金属是各种常用方法不能分解破坏的，而只能转移它们的存在位置和改变它们的物理、化学形态。目前，处理重金属废水主要有化学处理法、物理处理法、生物处理法等。
目前，国内处理重金属废水主要采用化学法，即通过化学反应除去废水中的重金属离子，主要包括化学沉淀法、氧化还原法、铁氧体沉淀法、电化学法等。化学法处理重金属废水工艺相对简单，但处理后很难使废水达到排放标准，需作进一步处理，且处理后产生的重金属污染量大、易反溶、极易造成二次污染。
物理处理法主要包括溶剂萃取分离、离子交换法、膜分离技术及吸附法。其中，溶剂萃取法是分离和净化物质常用的方法，但在萃取过程中溶剂的流失和再生过程中能耗较大，这就限制了它的应用；离子交换法虽具有处理容量大、出水水质好等优点，但因离子交换剂易氧化失效、需频繁再生、操作费用高等因素，也存在一定的局限性；膜分离技术虽有选择性好、适应性强、能耗低、过程无化学和相态变化等优点，但也存在易堵塞、结垢等问题，需要定期清洗，维护成本相对较高；吸附法处理重金属废水，操作简单、高效，吸附剂种类多样，是应用最为广泛的重金属废水处理方法。然而，现今应用最广泛的吸附剂为活性炭，它虽然具有较强的吸附能力，对重金属离子去除率高，但其再生效率低，这就限制了它在工业上的大规模应用。
生物处理法是借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法，但其应用条件比较苛刻，不易控制，多停留在理论研究阶段。
CN104828925A公开了一种固态重金属废水处理剂及其使用方法，其药剂配方中使用次氯酸钙作为氧化剂，处理过程需要进行辅助曝气才能充分发挥氧化作用，而曝气使得成本偏高；此外该专利中次氯酸钙为固体粉末，其使用后会增加水体中悬浮物浓度，且其容易挥发也会引起很强的致癌性，对操作人员的危害较大。CN103803666A公开了一种重金属废水处理药剂，但其配方中硫化钡用量较大，而硫化钡有毒性、易腐蚀，且在遇水时水解会释放H2S，H2S气体也为剧毒，容易对现场人员产生人身伤害。CN103285809A公开了一种用于吸附重金属离子的吸附剂及其制备方法，但其生产工艺时间较长，其需要高温焙烧，成本偏高；此外其沉淀吸附过程需要用到氨水，而氨水具有一定的刺激性，对操作人员容易产生伤害。CN104226233A公开了一种去除水中重金属的吸附剂，以钛盐和盐为原料，调节pH为4～10，陈化后即得吸附剂，但其原料使用较为昂贵的钛盐，成本偏高。
发明内容
本发明提供一种处理重金属废水的化学吸附剂，包括如下质量份的组份：5～25份的氧化钙、15～40份的无机高分子絮凝剂、1～25份的含硫铁粉、3～30份的过碳酸钠及1～10份的有机高分子絮凝剂。所述含硫铁粉中硫的含量为0.3％～1％。
本发明提供的重金属废水处理的化学吸附剂，药剂用量少、处理效果好、运行成本低、且操作安全的重金属废水处理药剂。
作为一种实施方式，包括如下质量份的组份：5～15份的氧化钙、15～40份的无机高分子絮凝剂、1～5份的含硫铁粉、3～10份的过碳酸钠、1～3份的有机高分子絮凝剂、1～20份的改性淀粉、30～60份的改性凹凸棒土、1～5份的麦糟、0.5～2份脱乙酰度为50％～70％的水溶性壳聚糖及1～10份的纳米二氧化钛。本发明中，当水溶性壳聚糖的脱乙酰度低于50％时，水溶性壳聚糖以其单体甲壳素形式存在，难以吸附废水中的重金属离子；当水溶性壳聚糖的脱乙酰度高于70％时，不易在水中溶解。所述改性凹凸棒土通过凹凸棒土与酸混合得到或将凹凸棒土在300～800℃焙烧得到；所述酸选自盐酸或硫酸。
作为一种实施方式，包括如下质量份的组份：5～15份的氧化钙、15～30份的无机高分子絮凝剂、1～3份的含硫铁粉、3～5份的过碳酸钠、3～5份的有机高分子絮凝剂、5～20份的改性淀粉、40～60份的改性凹凸棒土、1～3份的麦糟、0.5～2份脱乙酰度为50％～70％的水溶性壳聚糖及1～5份的纳米二氧化钛。
作为一种实施方式，包括如下质量份的组份：5～9份的氧化钙、15～26份的无机高分子絮凝剂、1～2.5份的含硫铁粉、3.5～5份的过碳酸钠、3～5份的有机高分子絮凝剂、 7～20份的改性淀粉、40～47份的改性凹凸棒土、1～1.5份的麦糟、0.5～2份脱乙酰度为50％～70％的水溶性壳聚糖及1～2.5份的纳米二氧化钛。
作为一种实施方式，所述无机高分子絮凝剂选自聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合氯化硫酸铁(PFCS)及聚磷氯化铁(PPFC)中至少一种。
作为一种实施方式，所述改性凹凸棒土的粒径为100～200目。
作为一种实施方式，所述改性淀粉为阳离子型改性淀粉。所述阳离子型改性淀粉为季铵盐型阳离子改性淀粉和/或叔胺盐型阳离子改性淀粉。
作为一种实施方式，所述有机高分子絮凝剂选自聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠及聚乙烯亚胺中至少一种。
作为一种实施方式，所述麦糟的主要成分为：20％～25％的纤维素、30％～35％的半纤维素、5％～10％的木质素、15％～20％的蛋白质、5％～10％的可溶性含氮物及2％～7％的灰分。所述可溶性含氮物包括蛋白质、几丁质及氨基酸等。
作为一种实施方式，所述废水中含有砷及重金属离子。
作为一种实施方式，所述重金属包括Zn2+、Cr6+、Cu2+、Mn2+、Hg2+、Cd2+及Pb2+中至少一种。在废水中，所述砷主要以无机砷(AsO4 3-、AsO3 3-)形式存在，但不仅限于上述无机砷形式。
作为一种实施方式，所述废水中重金属离子及砷的浓度之和为1～50ppm。
作为一种实施方式，所述废水中重金属离子及砷的浓度之和为1～5ppm。
作为一种实施方式，所述废水中重金属离子及砷的浓度之和为10～50ppm。
作为一种实施方式，所述砷的质量为废水中重金属离子及砷的总质量的25％～96％。作为另一种实施方式，所述砷的质量为废水中重金属离子及砷的总质量的50％～80％。
作为一种实施方式，所述废水中含Zn2+、Cr6+及砷；或所述废水中含Cu2+、Zn2+及砷；或所述废水中含Mn2+、Zn2+及砷；或所述废水中含Zn2+、Hg2+及砷；或所述废水中含Mn2+、Hg2+及砷；或所述废水中含Cu2+、Mn2+及砷；或所述废水中含Cu2+、Cd2+及砷；或所述废水中含Zn2+、Cd2 +及砷；或所述废水中含Cu2+、Pb2+及砷；或所述废水中含Zn2+、Pb2+及砷。
作为一种实施方式，所述废水中含Zn2+、Pb2+及砷；或所述废水中含Cu2+、Cd2+及砷；或所述废水中含Cu2+、Mn2+及砷。
本发明提供一种处理重金属废水的化学吸附剂在废水处理中的应用，包括：将所述化学吸附剂加入到废水中；所述化学吸附剂的质量与废水中重金属离子及砷的总质量比为 20∶1～500∶1。
作为一种实施方式，所述化学吸附剂的质量与废水中重金属离子及砷的总质量比为 30∶1～150∶1。
作为一种实施方式，将氧化钙、无机高分子絮凝剂、含硫铁粉、过碳酸钠及有机高分子絮凝剂加入到废水中。
作为一种实施方式，将过碳酸钠加入到废水中形成混合物A；接着将含硫铁粉、无机高分子絮凝剂及氧化钙加入到上述混合物A中形成混合物B；最后，将有机高分子絮凝剂加入到混合物B中。
本发明中，先将过碳酸钠加入废水中形成混合物A，可以将难处理、毒性大的砷离子(As3+)氧化为较易处理、毒性低的砷离子(As5+)，接着将含硫铁粉、无机高分子絮凝剂及氧化钙加入到上述混合物A中形成混合物B，含硫铁粉表面被过碳酸钠离解出的活性氧活化，得到铁的氢氧化物，铁的氢氧化物通过吸附作用去除重金属；同时，加入的无机高分子絮凝剂水解后提供了高价的聚合离子，可以充分发挥无机高分子絮凝剂的压缩双电层作用，使得废水中胶体颗粒聚集成一定尺寸的絮体；最后有机高分子絮凝剂加入到上述混合物B 中，这时加入的有机高分子絮凝剂，有较强的吸附架桥作用，对具有一定尺寸的絮体更容易吸附，因此，可以使絮体进一步增大，絮凝性能提高，沉降加速。
本发明中，若先将有机高分子絮凝剂加入到废水中，再投加无机高分子絮凝剂，由于废水中存在的胶体颗粒本身很小，吸附所形成的絮体也很小；虽然也能压缩被吸附的胶体颗粒，但因先加入的机高分子絮凝剂的影响，使得无机高分子絮凝剂压缩双电层和电中和的作用未能充分发挥，导致沉降速度减慢。
作为一种实施方式，将氧化钙、无机高分子絮凝剂、含硫铁粉、过碳酸钠、有机高分子絮凝剂、改性淀粉、改性凹凸棒土、麦糟、脱乙酰度为50％～70％的水溶性壳聚糖及纳米二氧化钛加入到废水中。
作为一种实施方式，将过碳酸钠加入到废水中形成混合物A；接着将含硫铁粉、无机高分子絮凝剂及氧化钙加入到上述混合物A中形成混合物B；最后，将改性淀粉、水溶性壳聚糖、有机高分子絮凝剂、改性凹凸棒土、麦糟及纳米二氧化钛加入到混合物B中。
本发明中，加入的改性凹凸棒土、麦糟、纳米二氧化钛，均为中性物质，对废水净化起到一定的辅助作用；脱乙酰度为50％～70％的水溶性壳聚糖起到一定的助凝作用，减少沉降时间。
作为一种实施方式，所述化学吸附剂加入废水中的反应时间为10～60分钟。作为另一种实施方式，所述化学吸附剂加入废水中的反应时间为10～30分钟。
本发明化学吸附剂加入废水中反应后沉降，作为一种实施方式，所述沉降时间为30～60 秒。作为另一种实施方式，所述沉降时间为30～40秒。
作为一种实施方式，所述氧化钙及过碳酸钠的总质量与无机高分子絮凝剂的质量比为 1∶3～1∶1。作为另一种实施方式，所述氧化钙及过碳酸钠的总质量与无机高分子絮凝剂的质量比为1∶2～1∶1。本发明中，当氧化钙及过碳酸钠的总质量与无机高分子絮凝剂的质量比小于1∶3时，氧化钙和过碳酸钠的电位之和与无机高分子絮凝剂的电位差小，形成的絮体凝集力不坚固，使絮凝性能降低，沉降速度减慢；当氧化钙及过碳酸钠的总质量与无机高分子絮凝剂的质量比大于1∶1时，过高的氧化钙和过碳酸钠溶解于废水中，使得废水中的pH过高，而过高的pH值会使得无机高分子絮凝剂的离解向多羟基络合物的方向进行，生成的多羟基络合物带正电荷较少，甚至带负电，这样就不利于絮凝剂发挥压缩双电层和电中和作用，而使得絮凝性能降低，沉降速度减慢。
作为一种实施方式，所述无机高分子絮凝剂与有机高分子絮凝剂的质量比为3∶1～9∶1。
作为一种实施方式，所述无机高分子絮凝剂与有机高分子絮凝剂的质量比为5∶1～8∶1。
本发明中，当无机高分子絮凝剂与有机高分子絮凝剂的质量比例小于3∶1时，无机高分子絮凝剂提供的高价多核络离子不够，没有足够的吸附位点；同时，加入的有机高分子絮凝剂过多，会影响已经生成的絮体的空间结构及稳定性，这就使得絮凝剂混凝沉淀效果差，沉降速度慢；当无机高分子絮凝剂与有机高分子絮凝剂的质量比例大于9∶1时，无机高分子絮凝剂提供的高价多核络离子会迅速与水中胶体(胶体为除重金属以外的颗粒)吸附，使胶体数量减小，没有多余的胶体形成架桥，使得产生的一些碎小絮体悬浮于水中，同时，不能很好的发挥有机高分子的吸附架桥作用，因此沉降速度慢。
本发明优选的无机高分子絮凝剂与有机高分子絮凝剂的质量比可以充分发挥无机高分子絮凝剂的压缩双电层作用，使水中胶体颗粒聚集成一定尺寸的絮体，而有机高分子絮凝剂有很好的吸附架桥作用，对具有一定尺寸的絮体更容易吸附，因此可以使絮体进一步增大，在大絮体沉降的过程中，伴随着卷扫作用，使絮凝性能提高，增加了沉降速度。
与现有技术相比，本发明具有以下优异效果：
(1)本发明为固体，无刺激性气味，避免了有毒溶剂的使用，对操作工人无明显影响；
(2)本发明使用操作简单，条件易于控制，药剂用量较小，沉降快速(30～60秒即可实现，即本发明实施例中的静置时间)，絮团强度高，水处理应用效果突出；
(3)本发明为多组分复合配方，通过组份复配，发挥各组份间的协同作用，实现了各单一药剂的优势互补；
(4)本发明配方中含有的过碳酸钠，它可看作是H2O2和Na2CO3的加合物，兼具H2O2和Na2CO3的双重效果，起氧化作用的同时还可降低水体硬度；过碳酸钠本身具有较强的洗涤去污功能，能起到漂白、杀菌等作用，有利于净化水体；
(5)相对于传统的化学沉淀法处理重金属废水，本发明工艺简单，设备投入小，场地占用少，处理速度快，且对较低浓度重金属(低于5ppm)废水亦有较好的处理效果；相对于离子交换法，本发明药剂成本较低，运行费用小，对较高浓度重金属(10～50ppm)废水可以快速处理解决，无需分段处理，节省投资。
具体实施方式
以下的具体实施例对本发明进行了详细的描述，然而本发明并不限制于以下实施例。
实施例1：含砷、Zn2+、Cr6+废水处理
取10份氧化钙、40份聚合硫酸铁、25份含硫铁粉、22份过碳酸钠、3份聚丙烯酰胺，混合均匀配制成用于重金属废水处理的化学吸附剂50g；取废水10L，其中砷浓度为10.160ppm，Zn2+浓度为2.173ppm，Cr6+浓度为3.082ppm，加入20g上述用于重金属废水处理的化学吸附剂，搅拌反应10分钟后静置45秒，待其沉降后取上清液检测分析，结果如表1所示：
重金属废水 砷 Zn2+ Cr6+
处理前(mg/L) 10.160 2.173 3.082
处理后(mg/L) 0.113 0.165 0.047
表1
实施例2：含砷、Zn2+、Cr6+废水处理
取41.5份100目的改性凹凸棒土、27份聚合硫酸铁、1份含硫铁粉、1份麦糟、6份季铵盐型阳离子改性淀粉、4份聚丙烯酰胺、12份氧化钙、5份过碳酸钠、2份纳米二氧化钛、0.5份脱乙酰度为50％的水溶性壳聚糖，混合均匀配制成用于重金属废水处理的化学吸附剂5g；取废水5L，其中砷浓度为16.320ppm，Zn2+浓度为1.350ppm，Cr6+浓度5.160ppm，加入2.5g上述用于重金属废水处理的化学吸附剂，搅拌反应30分钟后静置30秒，待其沉降后取上清液检测分析，结果如表2所示：
重金属废水 砷 Zn2+ Cr6+
处理前(mg/L) 16.320 1.350 5.160
处理后(mg/L) 0.133 0.026 0.021
表2
实施例3：含砷、Zn2+、Cr6+废水处理(重金属浓度＜5ppm)
取40份100目的改性凹凸棒土、27份聚合硫酸铁、1份含硫铁粉、1份麦糟、6份季铵盐型阳离子改性淀粉、4份聚丙烯酰胺、12份氧化钙、5份过碳酸钠、2份纳米二氧化钛、 2份脱乙酰度为50％的水溶性壳聚糖，混合均匀配制成用于重金属废水处理的化学吸附剂30g；取废水5L，其中砷浓度为1.316ppm，Zn2+浓度为1.722ppm，Cr6+浓度1.585ppm，加入10g上述用于重金属废水处理的化学吸附剂，搅拌反应20分钟后静置30秒，待其沉降后取上清液检测分析，结果如表3所示：
重金属废水 砷 Zn2+ Cr6+
处理前(mg/L) 1.316 1.722 1.585
处理后(mg/L) 0.013 0.027 0.037
表3
实施例4：含砷、Cu2+、Zn2+废水处理
取41份120目的改性凹凸棒土、26份聚合硫酸铝、1.5份含硫铁粉、1.5份麦糟、9 份叔胺盐型阳离子改性淀粉、3.5份聚丙烯酸钠、13份氧化钙、3份过碳酸钠、1份纳米二氧化钛、0.5份脱乙酰度为60％的水溶性壳聚糖，混合均匀配制成用于重金属废水处理的化学吸附剂20g；取废水10L，其中砷浓度为13.659ppm，Cu2+浓度为0.950ppm，Zn2+浓度为2.850ppm，加入12g上述用于重金属废水处理的化学吸附剂，搅拌反应50分钟后静置 50秒，待其沉降后取上清液检测分析，结果如表4所示：
重金属废水 砷 Zn2+ Cu2+
处理前(mg/L) 13.659 2.850 0.950
处理后(mg/L) 0.038 0.036 0.017
表4
实施例5：含砷、Cu2+、Zn2+废水处理
取32.5份200目的改性凹凸棒土、15份聚合氯化硫酸铁、2份含硫铁粉、5份麦糟、20份季铵盐型阳离子改性淀粉、2份聚丙烯酰胺、10份氧化钙、3份过碳酸钠、10份纳米二氧化钛、0.5份脱乙酰度为70％的水溶性壳聚糖，混合均匀配制成用于重金属废水处理的化学吸附剂16g；取废水8L，其中砷浓度为19.750ppm，Cu2+浓度为7.167ppm，Zn2+浓度为3.912ppm，加入8g上述用于重金属废水处理的化学吸附剂，搅拌反应10分钟后静置50秒，待其沉降后取上清液检测分析，结果如表5所示：
重金属废水 砷 Cu2+ Zn2+
处理前(mg/L) 19.750 7.167 3.912
处理后(mg/L) 0.238 0.153 0.262
表5
实施例6：含砷、Zn2+、Mn2+废水处理
取39份150目的改性凹凸棒土、26份聚磷氯化铁、2份含硫铁粉、1.5份麦糟、14份季铵盐型阳离子改性淀粉、4.5份聚丙烯酰胺、7.5份氧化钙、4份过碳酸钠、1份纳米二氧化钛、0.5份脱乙酰度为50％的水溶性壳聚糖，混合均匀配制成用于重金属废水处理的化学吸附剂43.2g；取废水8L，其中砷浓度为13.528ppm，Zn2+为2.850ppm，Mn2+浓度为 4.680ppm，加入14.4g上述用于重金属废水处理的化学吸附剂，搅拌反应60分钟后静置 45秒，待其沉降后取上清液检测分析，结果如表6所示：
重金属废水 砷 Zn2+ Mn2+
处理前(mg/L) 13.528 2.850 4.680
处理后(mg/L) 0.230 0.076 0.116
表6
实施例7：含砷、Zn2+、Mn2+废水处理
取40份100目的改性凹凸棒土、15份聚合硫酸铝、3份含硫铁粉、3份麦糟、20份季铵盐型阳离子改性淀粉、2.5份聚丙烯酸钠、10份氧化钙、5份过碳酸钠、1份纳米二氧化钛、0.5份脱乙酰度为50％的水溶性壳聚糖，混合均匀配制成用于重金属废水处理的化学吸附剂27.9g；取废水12L，其中砷浓度为21.770ppm，Zn2+浓度为3.895ppm，Mn2+浓度为 7.634ppm，加入18.6g上述用于重金属废水处理的化学吸附剂，搅拌反应30分钟后静置 50秒，待其沉降后取上清液检测分析，结果如表7所示：
重金属废水 砷 Zn2+ Mn2+
处理前(mg/L) 21.770 3.895 7.634
处理后(mg/L) 0.117 0.253 0.087
表7
实施例8：含砷、Zn2+、Hg2+废水处理
取45份180目的改性凹凸棒土、24份聚合氯化硫酸铁、2.5份含硫铁粉、1.5份麦糟、6.5份季铵盐型阳离子改性淀粉、3份聚乙烯亚胺、11份氧化钙、3.5份过碳酸钠、2.5份纳米二氧化钛、0.5份脱乙酰度为50％的水溶性壳聚糖，混合均匀配制成用于重金属废水处理的化学吸附剂54g；取废水10L，其中砷浓度为10.559ppm，Zn2+浓度为4.403ppm，Hg2+ 浓度为0.035ppm，加入13.5g上述用于重金属废水处理的化学吸附剂，搅拌反应50分钟后静置60秒，待其沉降后取上清液检测分析，结果如表8所示：
重金属废水 砷 Zn2+ Hg2+
处理前(mg/L) 10.559 4.403 0.035
处理后(mg/L) 0.198 0.238 0.002
表8
实施例9：含砷、Mn2+、Hg2+废水处理
取40份200目的改性凹凸棒土、15份聚合氯化铝、4份含硫铁粉、4份麦糟、16.5份季铵盐型阳离子改性淀粉、3份聚丙烯酸钠、10份氧化钙、5份过碳酸钠、2份纳米二氧化钛、0.5份脱乙酰度为50％的水溶性壳聚糖，混合均匀配制成用于重金属废水处理的化学吸附剂81g；取废水18L，其中砷浓度为27.616ppm，Mn2+浓度为5.192ppm，Hg2+浓度为 0.052ppm，加入27g上述用于重金属废水处理的化学吸附剂，搅拌反应60分钟后静置60 秒，待其沉降后取上清液检测分析，结果如表9所示：
重金属废水 砷 Mn2+ Hg2+
处理前(mg/L) 27.616 5.192 0.052
处理后(mg/L) 0.199 0.037 0.008
表9
实施例10：含砷、Cu2+、Mn2+废水处理
取48份200目的改性凹凸棒土、18份聚合硫酸铁、2.5份含硫铁粉、1份麦糟、12份叔胺盐型阳离子改性淀粉、3份聚丙烯酸钠、8.5份氧化钙、4份过碳酸钠、2份纳米二氧化钛、1份脱乙酰度为50％的水溶性壳聚糖，混合均匀配制成用于重金属废水处理的化学吸附剂48g；取废水6L，其中砷浓度为32.041ppm，Cu2+浓度为3.206ppm，Mn2+为3.820ppm，加入12g上述用于重金属废水处理的化学吸附剂，搅拌反应20分钟后静置50秒，待其沉降后取上清液检测分析，结果如表10所示：
重金属废水 砷 Cu2+ Mn2+
处理前(mg/L) 32.041 3.206 3.820
处理后(mg/L) 0.207 0.023 0.216
表10
实施例11：含砷、Cu2+、Cd2+废水处理
取49份160目的改性凹凸棒土、24份聚合硫酸铝、1份含硫铁粉、1.5份麦糟、7份季铵盐型阳离子改性淀粉、4.5份聚丙烯酰胺、6.5份氧化钙、4.5份过碳酸钠、1.5份纳米二氧化钛、0.5份脱乙酰度为50％的水溶性壳聚糖，混合均匀配制成用于重金属废水处理的化学吸附剂63g；取废水5L，其中砷浓度为13.594ppm，Cu2+浓度为5.660ppm，Cd2+浓度为0.172ppm，加入9g上述用于重金属废水处理的化学吸附剂，搅拌反应10分钟后静置 40秒，待其沉降后取上清液检测分析，结果如表11所示：
重金属废水 砷 Cu2+ Cd2+
处理前(mg/L) 13.594 5.660 0.172
处理后(mg/L) 0.155 0.011 0.007
表11
实施例12：含砷、Cu2+、Cd2+废水处理
取40.5份160目的改性凹凸棒土、16份聚合氯化铝、3份含硫铁粉、5份麦糟、15份季铵盐型阳离子改性淀粉、2份聚丙烯酰胺、10份氧化钙、3份过碳酸钠、5份纳米二氧化钛。0.5份脱乙酰度为50％的水溶性壳聚糖，混合均匀配制成用于重金属废水处理的化学吸附剂176g；取废水22L，其中砷浓度为33.912ppm，Cu2+浓度为6.773ppm，Cd2+浓度为 0.358ppm，加入44g上述用于重金属废水处理的化学吸附剂，搅拌反应60分钟后静置60 秒，待其沉降后取上清液检测分析，结果如表12所示：
重金属废水 砷 Cu2+ Cd2+
处理前(mg/L) 33.912 6.773 0.358
处理后(mg/L) 0.217 0.141 0.033
表12
实施例13：含砷、Zn2+、Cd2+废水处理
取36.5份150目的改性凹凸棒土、30份聚磷氯化铁、1份含硫铁粉、5份麦糟、11份季铵盐型阳离子改性淀粉、3份聚丙烯酰胺、8份氧化钙、4份过碳酸钠、1份纳米二氧化钛、0.5份脱乙酰度为50％的水溶性壳聚糖，混合均匀配制成用于重金属废水处理的化学吸附剂108g；取废水9L，其中砷浓度为26.330ppm，Zn2+浓度为6.223ppm，Cd2+浓度为 0.773ppm，加入13.5g上述用于重金属废水处理的化学吸附剂，搅拌反应60分钟后静置 30秒，待其沉降后取上清液检测分析，结果如表13所示：
重金属废水 砷 Zn2+ Cd2+
处理前(mg/L) 26.330 6.223 0.773
处理后(mg/L) 0.177 0.164 0.191
表13
实施例14：含砷、Cu2+、Pb2+废水处理
取44份150目的改性凹凸棒土、16份聚合硫酸铝、3份含硫铁粉、1份麦糟、19份季铵盐型阳离子改性淀粉、3份聚丙烯酰胺、8.5份氧化钙、4.5份过碳酸钠、1份脱乙酰度为 50％的水溶性壳聚糖，混合均匀配制成用于重金属废水处理的化学吸附剂32g；取废水5L，其中砷浓度为12.568ppm，Cu2+浓度为8.320ppm，Pb2+浓度为3.236ppm，加入8g上述用于重金属废水处理的化学吸附剂，搅拌反应30分钟后静置30秒，待其沉降后取上清液检测分析，结果如表14所示：
重金属废水 砷 Cu2+ Pb2+
处理前(mg/L) 12.568 8.320 3.236
处理后(mg/L) 0.338 0.168 0.102
表14
实施例15：含砷、Zn2+、Pb2+废水处理
取32份180目的改性凹凸棒土、24份聚合氯化铝、2份含硫铁粉、2份麦糟、9.5份季铵盐型阳离子改性淀粉、3份聚丙烯酸钠、15份氧化钙、9份过碳酸钠、2份纳米二氧化钛、1.5份脱乙酰度为50％的水溶性壳聚糖，混合均匀配制成用于重金属废水处理的化学吸附剂90g；取废水15L，其中砷浓度为30.287ppm，Zn2+浓度为4.625ppm，Pb2+浓度为 0.866ppm，加入30g上述用于重金属废水处理的化学吸附剂，搅拌反应40分钟后静置60 秒，待其沉降后取上清液检测分析，结果如表15所示：
重金属废水 砷 Zn2+ Pb2+
处理前(mg/L) 30.287 4.625 0.866
处理后(mg/L) 0.267 0.181 0.031
表15
实施例16：含砷、Zn2+、Cr6+废水处理
取废水10L，其中砷浓度为10.160ppm，Zn2+浓度为2.173ppm，Cr6+浓度为3.082ppm，将4.4g过碳酸钠加入到废水中形成混合物A；接着将5g含硫铁粉、8g聚合硫酸铁及2.0g氧化钙加入到上述混合物A中形成混合物B；最后，将0.6g聚丙烯酰胺加入到混合物B中，搅拌20分钟后静置45秒，待其沉降后取上清液检测分析，结果如表16所示：
重金属废水 砷 Zn2+ Cr6+
处理前(mg/L) 10.160 2.173 3.082
处理后(mg/L) 0.003 0.143 0.029
表16
实施例17：含砷、Zn2+、Cr6+废水处理
取废水5L，其中砷浓度为16.320ppm，Zn2+浓度为1.350ppm，Cr6+浓度5.160ppm，将0.5g过碳酸钠加入到废水中形成混合物A；接着将0.1g含硫铁粉、2.7g聚合硫酸铁及1.2g氧化钙加入到上述混合物A中形成混合物B；最后，将0.6g季铵盐型阳离子改性淀粉、0.05g脱乙酰度为50％的水溶性壳聚糖、0.4g聚丙烯酰胺、4.15g100目的改性凹凸棒土、0.1g麦糟及0.2g纳米二氧化钛加入到混合物B中，搅拌反应60分钟后静置30秒，待其沉降后取上清液检测分析，结果如表17所示：
重金属废水 砷 Zn2+ Cr6+
处理前(mg/L) 16.320 1.350 5.160
处理后(mg/L) 0.100 0.016 0.011
表17 。

Claims (15)

1.一种处理重金属废水的化学吸附剂，其特征在于：包括如下质量份的组份：
5～25份的氧化钙、15～40份的无机高分子絮凝剂、1～25份的含硫铁粉、3～30份的过碳酸钠及1～10份的有机高分子絮凝剂。
2.如权利要求1所述的化学吸附剂，其特征在于：包括如下质量份的组份：5～15份的氧化钙、15～40份的无机高分子絮凝剂、1～5份的含硫铁粉、3～10份的过碳酸钠、1～3份的有机高分子絮凝剂、1～20份的改性淀粉、30～60份的改性凹凸棒土、1～5份的麦糟、0.5～2份脱乙酰度为50％～70％的水溶性壳聚糖及1～10份的纳米二氧化钛。
3.如权利要求1所述的化学吸附剂：其特征在于：所述无机高分子絮凝剂选自聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合氯化硫酸铁(PFCS)及聚磷氯化铁(PPFC)中至少一种。
4.如权利要求2所述的化学吸附剂：其特征在于：所述改性凹凸棒土的粒径为100～200目。
5.如权利要求2所述的化学吸附剂：其特征在于：所述改性淀粉为阳离子型改性淀粉。
6.如权利要求1所述的化学吸附剂：其特征在于：所述有机高分子絮凝剂选自聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠及聚乙烯亚胺中至少一种。
7.如权利要求1所述的化学吸附剂，其特征在于：所述废水中含有砷及重金属离子。
8.如权利要求7所述的化学吸附剂，其特征在于：所述重金属离子包括Zn2+、Cr6+、Cu2+、Mn2+、Hg2+、Cd2+及Pb2+中至少一种。
9.如权利要求7所述的化学吸附剂，其特征在于：所述废水中重金属离子及砷的浓度之和为1～50ppm。
10.一种如权利要求1至9任一项所述的化学吸附剂在废水处理中的应用，包括：将所述化学吸附剂加入到废水中；所述化学吸附剂的质量与废水中重金属离子及砷的总质量比为20∶1～500∶1。
11.如权利要求10所述的应用，其特征在于：将氧化钙、无机高分子絮凝剂、含硫铁粉、过碳酸钠及有机高分子絮凝剂加入到废水中。
12.如权利要求11所述的应用，其特征在于：将过碳酸钠加入到废水中形成混合物A；接着将含硫铁粉、无机高分子絮凝剂及氧化钙加入到上述混合物A中形成混合物B；最后，将有机高分子絮凝剂加入到混合物B中。
13.如权利要求10所述的应用，其特征在于：将氧化钙、无机高分子絮凝剂、含硫铁粉、过碳酸钠、有机高分子絮凝剂、改性淀粉、改性凹凸棒土、麦糟、脱乙酰度为50％～70％的水溶性壳聚糖及纳米二氧化钛加入到废水中。
14.如权利要求13所述的应用，其特征在于：将过碳酸钠加入到废水中形成混合物A；接着将含硫铁粉、无机高分子絮凝剂及氧化钙加入到上述混合物A中形成混合物B；最后，将改性淀粉、脱乙酰度为50％～70％的水溶性壳聚糖、有机高分子絮凝剂、改性凹凸棒土、麦糟及纳米二氧化钛加入到混合物B中。
15.如权利要求10所述的应用，其特征在于：所述化学吸附剂加入废水中反应时间为10～60分钟。
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