CN109173984A - 一种利用复合材料去除废水中铅的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用复合材料去除废水中铅的方法，属于环保技术领域。该方法所用复合材料为二氧化锰与天然硅酸矿物埃洛石在常温下复合而成，本方法是在充分搅拌的条件下，将复合材料加入废水中，调节PH值，使二价铅直接吸附在复合材料的表面，之后再加入铁铝混凝剂溶液，搅拌后再固液分离，将固相中的铅从水体中分离，铅被从废水中去除。本方法具有材料制备简单、去除成本低、去除过程简单、不会产生二次污染等特点,适用于较高含铅废水的除铅处理。

Description

一种利用复合材料去除废水中铅的方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种利用复合材料去除废水中铅的方法。
背景技术
铅是广泛存在的工业污染物，能够影响人体神经系统、心血管系统、骨骼系统、生殖系统和免疫系统的功能，引起胃肠道、 肝肾和脑的疾病。铅使人体出现头晕、失眠、记忆力衰退、腹痛等症状，严重的会造成贫血，免疫力下降，神经系统损伤。由于铅的高危害性，铅及其化合物已经被列入我国地表水环境质量标准的监测指标体系，因此建立一种有效的从废水中去除铅的方法，是环境保护的重要课题。
根据处理技术的主要原理，重金属铅废水的去除方法基本可以分为三大类：物理法，化学法与和生物法。物理法是指去除重金属离的过程中不改变重金属离子化学形态。如混凝法、离子交换法、膜分离法和吸附法。混凝法结合金属沉淀可以快速的凝聚沉降，适用于大量重金属污水的预处理；而离子交换、膜分离与吸附，可将废水中金属离子浓度处理到很低，适用于重金属污水后续达标处理。化学法是将重金属离子发生化学反应，使其从离子态转变成不溶性的物质，再经过气浮、沉淀、萃取等方法从废水中分离出来。比如沉淀法可以将大部分的重金属转化为氢氧化物、硫化物等去除；氧化法可以将生成的不溶氧化物分离；电解法则是可以将重金属富集到两极后去除。生物法主要是利用生物对重金属较强的亲和力作用而达到去除重金属的目的。常见的生物处理法包括生物吸附法、植物修复法和生物混凝法等。
在实际的重金属水处理工业中，主要以化学法与物理法为主，生物法因其操作时间长，条件苛刻，大量的重金属会使生物体的蛋白质变性，对其活性影响较大，只适合微量低毒的废水处理，适用范围较小。
水合二氧化锰作为一种常见的金属氧化物，不仅廉价，且表面富含大量可以吸附的羟基而被作为一种良好的吸附剂，但单纯的水合二氧化锰由于相互之前会产生团聚作用而降低了比表面积，限制了其吸附效果，使得它在深度处理重金属废水之中难以推广应用。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种利用复合材料去除废水中铅的方法，该方法能够降低水合二氧化锰的团聚，进而提高吸附效果，且工艺简单，成本低廉。
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种利用复合材料去除废水中铅的方法，包含如下步骤：
（1）将高锰酸钾溶解于预配置好的埃洛石溶液中，搅拌；
（2）将氯化锰溶液滴入步骤（1）搅拌后的混合溶液中，滴加完毕后继续搅拌；
（3）将步骤（2）搅拌后的混合溶液过滤，滤饼烘干，得复合材料；
（4）在含铅废水中加入所述复合材料，调节PH值，充分搅拌；
（5）向步骤（4）所得废水中加入铁铝混凝剂溶液，充分搅拌；
（6）固液分离，将固相中的铅从水体分离，铅被从废水中深度去除。
优选的，步骤（1）所述埃洛石溶液的浓度是40 g/L-80 g/L。
优选的，步骤（1）所述搅拌的温度是20℃~25℃。
优选的，步骤（2）所述继续搅拌的时间为40min-50min。
优选的，步骤（2）所述继续搅拌的温度是20℃-40℃。
优选的，步骤（3）中控制所生成的复合材料中二氧化锰与埃洛石的质量比为0-1：0-1.5。
优选的，步骤（3）所述烘干的温度为50℃-70℃，烘干的时间为5-7小时。
优选的，步骤（4）所述调节的PH值为9-11。
优选的，步骤（5）所述的铁铝混凝剂是硫酸亚铁、三氯化铁和硫酸铝钾中的两种以上的混合物。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明方法具有材料制备简单、去除成本低、去除过程简单、不会产生二次污染、去除效果好等特点,适用于较高含铅废水的除铅处理。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的实施作进一步说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种水合二氧化锰与埃洛石的复合材料的制备方法，包含如下步骤：
（1）将2g高锰酸钾溶解于预配置好的1mL 浓度60 g/L的埃洛石溶液中，在常温下搅拌均匀；
（2）将1mL浓度为60 mg/mL氯化锰溶液滴入步骤（1）搅拌后的混合溶液中，滴加完毕后在22.5℃下继续搅拌45min；
（3）将步骤（2）搅拌后的混合溶液过滤，滤饼在60℃下烘6小时，得水合二氧化锰与埃洛石的复合材料。
某钢厂的脱硫废水含铅量35毫克/升，其处理工艺如下;
（1）在废水中加入质量分数10%的氢氧化钠溶液，调节PH值为10.5，充分搅拌半小时。
（2）将过滤烘干好的水合二氧化锰与埃洛石的复合材料加入上述废水中，加入量为800毫克/升，充分搅拌45分钟。
（3）向步骤（2）所得废水中加入浓度为12wt%的硫酸亚铁溶液使其在废水中的浓度为3ml/L,充分搅拌15分钟。
（4）固液分离，使铅从废水中被去除。
按照上述步骤处理废水，铅的去除率达99.5%。
实施例2
一种水合二氧化锰与埃洛石的复合材料的制备方法，包含如下步骤：
（1）将1g高锰酸钾溶解于预配置好的1mL 浓度60 g/L的埃洛石溶液中，在常温下搅拌均匀；
（2）将1mL浓度为60 mg/mL氯化锰溶液滴入步骤（1）搅拌后的混合溶液中，滴加完毕后在22.5℃下继续搅拌45min；
（3）将步骤（2）搅拌后的混合溶液过滤，滤饼在60℃下烘6小时，得水合二氧化锰与埃洛石的复合材料。
某钢厂的脱硫废水含铅量35毫克/升，其处理工艺如下;
（1）在废水中加入质量分数10%的氢氧化钠溶液，调节PH值为10.5，充分搅拌半小时。
（2）将过滤烘干好的水合二氧化锰与埃洛石的复合材料加入上述废水中，加入量为800毫克/升，充分搅拌45分钟。
（3）向步骤（2）所得废水中加入浓度为12wt%的硫酸亚铁溶液使其在废水中的浓度为3ml/L,充分搅拌15分钟。
（4）固液分离，使铅从废水中被去除。
按照上述步骤处理废水，铅的去除率达98.7%。
实施例3
一种水合二氧化锰与埃洛石的复合材料的制备方法，包含如下步骤：
（1）将3g高锰酸钾溶解于预配置好的1mL 浓度60 g/L的埃洛石溶液中，在常温下搅拌均匀；
（2）将1mL浓度为60 mg/mL氯化锰溶液滴入步骤（1）搅拌后的混合溶液中，滴加完毕后在22.5℃下继续搅拌45min；
（3）将步骤（2）搅拌后的混合溶液过滤，滤饼在60℃下烘6小时，得水合二氧化锰与埃洛石的复合材料。
某钢厂的脱硫废水含铅量35毫克/升，其处理工艺如下;
（1）在废水中加入质量分数10%的氢氧化钠溶液，调节PH值为10.5，充分搅拌半小时。
（2）将过滤烘干好的水合二氧化锰与埃洛石的复合材料加入上述废水中，加入量为800毫克/升，充分搅拌45分钟。
（3）向步骤（2）所得废水中加入浓度为12wt%的硫酸亚铁溶液使其在废水中的浓度为3ml/L,充分搅拌15分钟。
（4）固液分离，使铅从废水中被去除。
按照上述步骤处理废水，铅的去除率达99.2%。
实施例4
一种水合二氧化锰与埃洛石的复合材料的制备方法，包含如下步骤：
（1）将2g高锰酸钾溶解于预配置好的1mL 浓度70 g/L的埃洛石溶液中，在常温下搅拌均匀；
（2）将1mL浓度为60 mg/mL氯化锰溶液滴入步骤（1）搅拌后的混合溶液中，滴加完毕后在22.5℃下继续搅拌45min；
（3）将步骤（2）搅拌后的混合溶液过滤，滤饼在60℃下烘6小时，得水合二氧化锰与埃洛石的复合材料。
某钢厂的脱硫废水含铅量35毫克/升，其处理工艺如下;
（1）在废水中加入质量分数10%的氢氧化钠溶液，调节PH值为10.5，充分搅拌半小时。
（2）将过滤烘干好的水合二氧化锰与埃洛石的复合材料加入上述废水中，加入量为800毫克/升，充分搅拌45分钟。
（3）向步骤（2）所得废水中加入浓度为12wt%的硫酸亚铁溶液使其在废水中的浓度为3ml/L,充分搅拌15分钟。
（4）固液分离，使铅从废水中被去除。
按照上述步骤处理废水，铅的去除率达98.5%。
实施例5
一种水合二氧化锰与埃洛石的复合材料的制备方法，包含如下步骤：
（1）将2g高锰酸钾溶解于预配置好的1mL 浓度50 g/L的埃洛石溶液中，在常温下搅拌均匀；
（2）将1mL浓度为60 mg/mL氯化锰溶液滴入步骤（1）搅拌后的混合溶液中，滴加完毕后在22.5℃下继续搅拌45min；
（3）将步骤（2）搅拌后的混合溶液过滤，滤饼在60℃下烘6小时，得水合二氧化锰与埃洛石的复合材料。
某钢厂的脱硫废水含铅量35毫克/升，其处理工艺如下;
（1）在废水中加入质量分数10%的氢氧化钠溶液，调节PH值为10.5，充分搅拌半小时。
（2）将过滤烘干好的水合二氧化锰与埃洛石的复合材料加入上述废水中，加入量为800毫克/升，充分搅拌45分钟。
（3）向步骤（2）所得废水中加入浓度为12wt%的硫酸亚铁溶液使其在废水中的浓度为3ml/L,充分搅拌15分钟。
（4）固液分离，使铅从废水中被去除。
按照上述步骤处理废水，铅的去除率达98.8%。

Claims (9)

1.一种利用复合材料去除废水中铅的方法，其特征在于，包含如下步骤：
（1）将高锰酸钾溶解于预配置好的埃洛石溶液中，搅拌；
（2）将氯化锰溶液滴入步骤（1）搅拌后的混合溶液中，滴加完毕后继续搅拌；
（3）将步骤（2）搅拌后的混合溶液过滤，滤饼烘干，得复合材料；
（4）在含铅废水中加入所述复合材料，调节PH值，充分搅拌；
（5）向步骤（4）所得废水中加入铁铝混凝剂溶液，充分搅拌；
（6）固液分离，将固相中的铅从水体分离，铅被从废水中深度去除。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述埃洛石溶液的浓度是40 g/L-80 g/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述搅拌的温度是20℃~25℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述继续搅拌的时间为40min-50min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述继续搅拌的温度是20℃-40℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中控制所生成的复合材料中二氧化锰与埃洛石的质量比为0-1：0-1.5。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述烘干的温度为50℃-70℃，烘干的时间为5-7小时。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）所述调节的PH值为9-11。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（5）所述的铁铝混凝剂是硫酸亚铁、三氯化铁和硫酸铝钾中的两种以上的混合物。
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