CN109368843B - 一种镉废水的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镉废水的处理方法，属于含镉废水处理技术领域。所述方法包括：将镉废水处理渣滓并去除水中的COD、BOD、BOD5、SS和各种形式的氮磷后调节pH值至5‑7；按2‑10kg/m3添加量在镉废水中添加双DTC改性壳聚糖；滤除吸附镉后的双DTC改性壳聚糖。本发明通过双DTC改性壳聚糖，使得能够对镉浓度800mg/L以上的废水进行处理，且除镉效果较好，还通过蕈菌基活性炭吸附剂协同除镉，之后再加入喜钙念珠藻生物膜反应器进行反应，使得镉去除率达到99.99％以上，解决了对高浓度镉废水的处理问题。并且双DTC改性壳聚糖和蕈菌基活性炭吸附剂均具有很好的重复利用性能，稳定性好，可重复利用率高。

Description

一种镉废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种镉废水的处理方法，属于含镉废水处理技术领域。
背景技术
镉作为原料或加工助剂用于生产电池、塑料、颜料试剂，还可作为生产不锈钢、合金、荧光屏等的原料，镉的广泛应用造成了它对土壤和水体的污染，含镉废水主要有：含镉矿山的开采和冶炼所产生的废水、镉化合物工业废水、镍镉电池生产废水及电镀含镉废水。这些含镉废水若不经处理直接排放到环境中，会造成严重的的重金属污染。
若含镉废水排放污染土壤，是镉通过植物根系进入植物中，若人类长期食用含镉食物或者含镉高的水，则会使镉进入人体，使肾脏发生慢性中毒，主要是损害肾小管和肾小球，导致蛋白尿、氨基酸尿和糖尿。同时，由于镉离子取代了骨骼中的钙离子，从而妨碍钙在骨质上的正常沉积，也妨碍骨胶原的正常固化成熟，导致软骨病。造成肾脏、肝脏及肺部损害；所以需要对含镉废水进行除镉处理。
目前对于环境中含镉废水的处理方法一般有化学沉淀法、离子交换法、电解法、铁氧化法等应用较多。但是存在众多不足，例如化学沉淀法一般是在废水中添加过量的硫化物或漂白粉等在碱性环境中使镉沉淀，而所添加的化学试剂又会造成水的二次污染；离子交换法、电解法、铁氧化法等又存在处理成本高、镉去除率低等各种问题，尤其对含镉浓度较大时，这些方法存在的问题更为突出，因此，急需一种能够对含镉浓度较大的废水进行有效除镉的方法。
发明内容
为了解决目前存在的对于含镉浓度较大的废水无法有效除镉的问题，本发明提供了一种镉废水的处理方法，所述技术方案如下：
一种镉废水的处理方法，所述方法包括：
镉废水进入粗格栅及细格栅处理渣滓；
镉废水进入生化池，采用活性污泥去除水中的COD、BOD、BOD5、SS和各种形式的氮磷；
将镉废水pH值调节至5-7；
按2-10kg/m3添加量在镉废水中添加双二硫代氨基甲酸DTC改性壳聚糖；
滤除吸附镉后的双DTC改性壳聚糖。
可选的，所述添加双二硫代氨基甲酸DTC改性壳聚糖的同时还包括：
将蕈菌基活性炭吸附剂添加到镉废水中，使得双DTC改性壳聚糖和蕈菌基活性炭吸附剂协同吸附镉；
所述滤除吸附镉后的双DTC改性壳聚糖还包括滤除吸附镉后的蕈菌基活性炭吸附剂；
所述蕈菌基活性炭吸附剂的添加量为6.2mg/L～26.2mg/L。
可选的，所述双DTC改性壳聚糖和蕈菌基活性炭吸附剂协同吸附镉之后，还包括：
将双DTC改性壳聚糖和蕈菌基活性炭吸附剂协同吸附镉之后的镉废水加入喜钙念珠藻生物膜反应器。
可选的，所述双DTC改性壳聚糖的获取方法包括：
将壳聚糖用苯甲醛进行氨基保护，以环氧氯丙烷作交联进行交联，采用间接醚化工艺，在酸引发条件下，通过交联壳聚糖与环氧氯丙烷的反应，引入活性基团；借助活性基团，通过碱催化，将氨基引入壳聚糖链中，得到氨基壳聚糖；
在稀酸中将保护的氨基释放出来，再在碱性环境中，引入DTC基团，得到双DTC改性壳聚糖。
可选的，所述按2-10kg/m3添加量在镉废水中添加双二硫代氨基甲酸DTC改性壳聚糖后，还包括：
通气使镉废水翻滚20-60min。
可选的，所述喜钙念珠藻生物膜反应器为将喜钙念珠藻接入生物膜反应器中生长1-2个月至反应器内壁已形成藻生物膜后的反应器。
可选的，采用板框过滤滤除吸附镉后的双DTC改性壳聚糖。
可选的，所述将双DTC改性壳聚糖和蕈菌基活性炭吸附剂协同吸附镉之后的镉废水加入喜钙念珠藻生物膜反应器中后，采用交替光照培养条件下，使其进行反应。
可选的，交替光照培养采取光照12h，暗光12h交替的方式。
本发明有益效果是：
通过双DTC改性壳聚糖，使得能够对镉浓度800mg/L以上的废水进行处理，且除镉效果较好，还通过蕈菌基活性炭吸附剂协同除镉，之后再加入喜钙念珠藻生物膜反应器进行反应，使得镉去除率达到99.99％以上，解决了对高浓度镉废水的处理问题。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一：
本实施例提供一种镉废水的处理方法，所述方法包括：
本实施例以镉浓度分别为550mg/L、800mg/L的废水为样品进行处理：
1、镉废水进入粗格栅及细格栅处理渣滓；
废水中除含重金属污染物外还含有大量的固态渣滓，及氮磷等有害物质，为避免除镉过程中受到固态渣滓和氮磷的影响，在除镉之前先通过格栅去除渣滓和氮磷；
先后通过粗格栅和细格栅去除渣滓，再使镉废水进入生化池，采用活性污泥去除水中的COD、BOD、BOD5、SS和各种形式的氮磷；
2、将镉废水pH值调节至5-7；
由于双DTC改性壳聚糖在pH低时DTC基团易与H+结合发生酸效应或部分分解，致使DTC基团与金属离子的螯合能力降低；在较高pH值时有更多的DTC基团以以阴离子形式存在，这样可与金属离子进行螯合的基团增多，捕集量就增大，但过高的pH值会使部分重金属溶液易出现氢氧化物沉淀，影响其对重金属的捕集；
双改性DTC适合在中性偏酸性环境下对Cu2+、Pb2+、Cd2+、Ni2+的捕集能力均随着pH值的增大而增强，捕集量在pH5.5-6.5左右达到平衡，所以将镉废水pH值调节至5-7。
3、按8kg/m3添加量在镉废水中添加双二硫代氨基甲酸DTC改性壳聚糖；
加入双DTC改性壳聚糖后，通气使镉废水翻滚40min，使其充分吸附镉离子。
4、滤除吸附镉后的双DTC改性壳聚糖。
采用板框过滤滤除吸附镉后的双DTC改性壳聚糖。测定出水中镉含量，结果显示，对于镉浓度为550mg/L的初始废水，出水中镉含量为6mg/L，去除率高达99％；对于800mg/L的初始废水，出水中镉含量为74mg/L。
实施例二：
与实施例一相比，使用双DTC改性壳聚糖和蕈菌基活性炭吸附剂协同吸附镉；蕈菌基活性炭吸附剂的添加量为18mg/L。
具体地，本实施例提供一种镉废水的处理方法，所述方法包括：
1、镉废水(镉含量800mg/L)进入粗格栅及细格栅处理渣滓；
废水中除含重金属污染物外还含有大量的固态渣滓，及氮磷等有害物质，为避免除镉过程中受到固态渣滓和氮磷的影响，在除镉之前先去除渣滓和氮磷；
先后通过粗格栅和细格栅去除渣滓，再使镉废水进入生化池，采用活性污泥去除水中的COD、BOD、BOD5、SS和各种形式的氮磷；
2、将镉废水pH值调节至5-7；
由于双DTC改性壳聚糖在pH低时DTC基团易与H+结合发生酸效应或部分分解，致使DTC基团与金属离子的螯合能力降低；在较高pH值时有更多的DTC基团以以阴离子形式存在，这样可与金属离子进行螯合的基团增多，捕集量就增大，但过高的pH值会使部分重金属溶液易出现氢氧化物沉淀，影响其对重金属的捕集；
双改性DTC适合在中性偏酸性环境下对Cu2+、Pb2+、Cd2+、Ni2+的捕集能力均随着pH值的增大而增强，捕集量在pH5.5-6.5左右达到平衡，所以将镉废水pH值调节至5-7。
3、按8kg/m3添加量在镉废水中添加双二硫代氨基甲酸DTC改性壳聚糖；
4、将蕈菌基活性炭吸附剂添加到镉废水中，使得双DTC改性壳聚糖和蕈菌基活性炭吸附剂协同吸附镉；蕈菌基活性炭吸附剂的添加量为18mg/L。
通气使镉废水翻滚40min，使二者充分吸附镉离子。
5、滤除吸附镉后的双DTC改性壳聚糖。
采用板框过滤滤除吸附镉后的双DTC改性壳聚糖，测定出水中镉含量为8mg/L，去除率高达99％以上。
实施例三：
与实施例二相比，在使用双DTC改性壳聚糖和蕈菌基活性炭吸附剂协同吸附镉之后的镉废水加入喜钙念珠藻生物膜反应器。
具体地，本实施例提供一种镉废水的处理方法，所述方法包括：
1、镉废水(镉含量800mg/L)进入粗格栅及细格栅处理渣滓；
废水中除含重金属污染物外还含有大量的固态渣滓，及氮磷等有害物质，为避免除镉过程中受到固态渣滓和氮磷的影响，在除镉之前先通过格栅去除渣滓和氮磷；
先后通过粗格栅和细格栅去除渣滓，再使镉废水进入生化池，采用活性污泥去除水中的COD、BOD、BOD5、SS和各种形式的氮磷；
2、将镉废水pH值调节至5-7；
由于双DTC改性壳聚糖在pH低时DTC基团易与H+结合发生酸效应或部分分解，致使DTC基团与金属离子的螯合能力降低；在较高pH值时有更多的DTC基团以以阴离子形式存在，这样可与金属离子进行螯合的基团增多，捕集量就增大，但过高的pH值会使部分重金属溶液易出现氢氧化物沉淀，影响其对重金属的捕集；
双改性DTC适合在中性偏酸性环境下对Cu2+、Pb2+、Cd2+、Ni2+的捕集能力均随着pH值的增大而增强，捕集量在pH5.5-6.5左右达到平衡，所以将镉废水pH值调节至5-7。
3、按8kg/m3添加量在镉废水中添加双二硫代氨基甲酸DTC改性壳聚糖；
4、将蕈菌基活性炭吸附剂添加到镉废水中，使得双DTC改性壳聚糖和蕈菌基活性炭吸附剂协同吸附镉；蕈菌基活性炭吸附剂的添加量为18mg/L。
通气使镉废水翻滚40min，使二者充分吸附镉离子。
5、滤除吸附镉后的双DTC改性壳聚糖。
采用板框过滤滤除吸附镉后的双DTC改性壳聚糖。
6、过滤双DTC改性壳聚糖后的镉废水加入喜钙念珠藻生物膜反应器。
将喜钙念珠藻接入生物膜反应器中生长1-2个月至反应器内壁已形成藻生物膜后的反应器，即喜钙念珠藻生物膜反应器，采用交替光照培养条件下，使其进行反应；交替光照培养采取光照12h，暗光12h交替的方式。
反应8d后测定出水中镉含量为0.02mg/L，去除率接近100％。
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 (2)

1.一种镉废水的处理方法，其特征在于，所述方法包括：
（1）镉废水进入粗格栅及细格栅处理渣滓：
镉废水先后通过粗格栅和细格栅去除渣滓，再使镉废水进入生化池，采用活性污泥去除水中的COD、BOD、SS和各种形式的氮磷；其中镉废水中镉的浓度为800mg/L；
（2）将镉废水pH值调节至5-7；
（3）按8kg/m3添加量在镉废水中添加双二硫代氨基甲酸DTC改性壳聚糖；
（4）将蕈菌基活性炭吸附剂添加到镉废水中，使得双DTC改性壳聚糖和蕈菌基活性炭吸附剂协同吸附镉；其中，蕈菌基活性炭吸附剂的添加量为18mg/L；
通气使镉废水翻滚40min，使二者充分吸附镉离子；
（5）滤除吸附镉后的双DTC改性壳聚糖；
采用板框过滤滤除吸附镉后的双DTC改性壳聚糖；
（6）过滤双DTC改性壳聚糖后的镉废水加入喜钙念珠藻生物膜反应器：
将喜钙念珠藻接入生物膜反应器中生长1-2个月至反应器内壁已形成藻生物膜后的反应器，即喜钙念珠藻生物膜反应器，采用交替光照培养条件下，使其进行反应；交替光照培养采取光照12h，暗光12h交替的方式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双DTC改性壳聚糖的获取方法包括：
将壳聚糖用苯甲醛进行氨基保护，以环氧氯丙烷作交联进行交联，采用间接醚化工艺，在酸引发条件下，通过交联壳聚糖与环氧氯丙烷的反应，引入活性基团；借助活性基团，通过碱催化，将氨基引入壳聚糖链中，得到氨基壳聚糖；
在稀酸中将保护的氨基释放出来，再在碱性环境中，引入DTC基团，得到双DTC改性壳聚糖。
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