CN110194538A - 一种含铊重金属废水配位嫁接深度处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含铊重金属废水配位嫁接深度处理的方法，具体步骤如下：步骤一，测量废水中铊离子和其他重金属离子的浓度；步骤二，向废水中加入配位剂进行配位嫁接反应，然后加入氧化剂进行氧化反应；步骤三，加入混凝剂进行中和混凝；步骤四，向废水中加入絮凝剂进行絮凝反应，再进行沉降分离，上清液即可达标排放。本发明的方法具有工艺简单、铊脱除效果好、成本低廉及不产生二次污染等优点，净化水中铊浓度可以稳定脱除至0.005mg/L以下，满足湖南省地方标准《湖南省工业废水铊污染物排放标准》(DB43/968‑2014)规定的0.005mg/L限值要求，同时其他常规重金属指标稳定稳定《铅、锌工业污染物排放标准》(GB25466‑2010)等行业标准。

Description

一种含铊重金属废水配位嫁接深度处理的方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体是一种含铊重金属废水配位嫁接深度处理的方法。
背景技术
铊是一种伴生元素，几乎不单独成矿，大多以分散状态同晶形杂质存在于铅、锌、铁、铜等金属的硫矿中。其毒性极强，危害远大于汞、铬及镉，对肝、肾有损害作用，吸入和口服可引起急性中毒并且可经皮肤吸收。
含铊重金属废水的主要来源是采选矿、有色冶炼和化工等企业的生产过程，《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)以及《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中对铊的浓度限值均为0.1μg/L；2010年，受广东韶关北江铊污染事件影响，环保领域首次提出铊污染治理问题；2014年，湖南省环境保护厅下发了《关于上报重点涉铊企业废水铊污染治理技术方案的通知》，提出执行铊0.005mg/L废水排放标准限值。
目前行业内研究和运用的废水除铊技术主要有氧化絮凝和硫化沉淀两种：国家知识产权局1992年12月23日授权公告了一种“含铊废水处理方法”(公开号：CN1067229)主要是在氧化和碱性条件下，铊从一价向三价转化，可在污染水体中加入氧化剂和碱性物质(如石灰等)，使铊形成沉淀得以去除；国家知识产权局2007年5月23日授权公告了一种“含铊废水处理方法”(公开号：CN1317205c)通过添加粉末黄铁矿来引入硫和铁，主要原理为碱性还原条件下(pH＞7.4，Eh＜-200mv)，通过添加硫化物的方式，Tl+可形成硫化亚铊沉淀进而得以去除。
现有工艺在含铊废水处理领域有一定范围的应用，但仍然存在比较明显的缺陷和不足：首先，由于铊沉淀物的溶度积所限，现用工艺很难将废水中的铊元素稳定脱除至相关标准的限制以下；其次，为保证体系中二价硫离子的充分存在，必须加入大量碱以维持系统pH值，势必导致废水总盐分和总碱度过高，增加成本的同时致使水处理系统结垢严重；最后，某些工艺中硫化物的过量加入势必导致硫化物超标，从而造成二次污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含铊重金属废水配位嫁接深度处理的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种含铊重金属废水配位嫁接深度处理的方法，具体步骤如下：
步骤一，采用ICP-MS测量废水中铊离子的含量和其他重金属离子的浓度；
步骤二，向废水中加入无机酸或碱调节PH值为6-8，再向其中加入配位剂进行配位嫁接反应，配位剂与铊离子的质量之比为0.1-10:1，配位嫁接反应后向废水中加入氧化剂进行氧化反应10-60分钟，氧化剂和铊离子的质量之比为50-500:1；
步骤三，氧化反应结束后向废水中加入碱调节PH值为8-10，再向废水中加入混凝剂进行中和混凝15-30分钟，混凝剂和总的重金属离子的质量之比为10-100:1；
步骤四，向中和混凝后的废水中加入絮凝剂进行絮凝反应5-10分钟，加速细小颗粒物絮凝成大颗粒矾花，以便于后续沉降分离工作快速实现，再进行沉降分离，将沉降渣进行安全处理，上清液即可达标排放。
作为本发明进一步的方案：配位剂包括氨水、硫酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、硫酸氢铵、氯化铵或硝酸铵等铵的化合物中的一种或几种的混合物。
作为本发明进一步的方案：氧化剂包括次氯酸钠、次氯酸钙、氯酸钠、氯酸钾、氯气、高氯酸或过氧化氢等无机类氧化剂中的一种或几种的混合物。
作为本发明进一步的方案：混凝剂包括硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铝钾、聚合硫酸铁、硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁、氯化亚铁、硝酸铁等铁或铝的化合物中的一种或几种的混合物。
作为本发明进一步的方案：絮凝剂的用量不大于5g/m3。
作为本发明进一步的方案：无机酸采用硫酸、盐酸或硝酸，碱包括碱金属或碱土金属的氢氧化物。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的方法具有工艺简单、铊脱除效果好、成本低廉及不产生二次污染等优点，净化水中铊浓度可以稳定脱除至0.005mg/L以下，优化工艺条件下甚至可以达到0.001mg/L，完全满足湖南省地方标准《湖南省工业废水铊污染物排放标准》(DB43/968-2014)规定的0.005mg/L限值要求，同时其他常规重金属指标稳定稳定《铅、锌工业污染物排放标准》(GB25466-2010)等行业标准。
附图说明
图1为含铊重金属废水配位嫁接深度处理的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例
湖南湘西某有色金属生产企业的生产废水中铊离子浓度为1.26mg/L，还有其他一些常规重金属离子Pb、Zn、Cd和As等，具体浓度见下表。考察了配位嫁接技术对废水中Tl和其他重金属离子脱除效果。烧杯中取1L待处理废水，首先加入2.4mg配位剂，反应15分钟进行配位，然后加入82.7mg氧化剂反应30分钟进行氧化，加碱调节pH＝9.5后加入18mg混凝剂，反应20分钟，最后加入1mg/L的絮凝剂促使沉降分离，上清液进行Tl和其他重金属检测，其中Tl分析方法为电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)，Pb、Zn及Cd的检测方法为火焰原子吸收分光光度法，As的检测方法为原子荧光分光光度法，氨氮的检测方法为纳氏试剂分光光度法。具体检测结果见表1所示。
表1
从表1中可以看出本发明的方法可以对废水中的铊离子进行深度脱除。
本发明的方法针对采选矿、有色冶炼及化工等不同行业产生的含铊重金属废水，首先根据废水的铊浓度加入适量的配位剂，使配位剂的有效成分和铊离子形成稳定的配位体，该配位体的化学稳定性远远大于铊离子；然后加入适量的氧化剂，使配位体上面的Tl+氧化成Tl3+，并通过调节体系pH值使其满足混凝的最优条件；最后加入混凝剂使体系中的配位体得到进一步混凝，促使颗粒物长成大颗粒矾花以后沉降分离，使废水中铊得到深度脱除。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种含铊重金属废水配位嫁接深度处理的方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一，采用ICP-MS测量废水中铊离子的含量和其他重金属离子的浓度；
步骤二，向废水中加入无机酸或碱调节PH值为6-8，再向其中加入配位剂进行配位嫁接反应，配位剂与铊离子的质量之比为0.1-10:1，配位嫁接反应后向废水中加入氧化剂进行氧化反应10-60分钟，氧化剂和铊离子的质量之比为50-500:1；
步骤三，氧化反应结束后向废水中加入碱调节PH值为8-10，再向废水中加入混凝剂进行中和混凝15-30分钟，混凝剂和总的重金属离子的质量之比为10-100:1；
步骤四，向中和混凝后的废水中加入絮凝剂进行絮凝反应5-10分钟，再进行沉降分离，将沉降渣进行安全处理，上清液即可达标排放。
2.根据权利要求1所述的含铊重金属废水配位嫁接深度处理的方法，其特征在于，所述配位剂包括氨水、硫酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、硫酸氢铵、氯化铵或硝酸铵等铵的化合物中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的含铊重金属废水配位嫁接深度处理的方法，其特征在于，所述氧化剂包括次氯酸钠、次氯酸钙、氯酸钠、氯酸钾、氯气、高氯酸或过氧化氢等无机类氧化剂中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的含铊重金属废水配位嫁接深度处理的方法，其特征在于，所述混凝剂包括硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铝钾、聚合硫酸铁、硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁、氯化亚铁、硝酸铁等铁或铝的化合物中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的含铊重金属废水配位嫁接深度处理的方法，其特征在于，所述絮凝剂的用量不大于5g/m3。
6.根据权利要求1所述的含铊重金属废水配位嫁接深度处理的方法，其特征在于，所述无机酸采用硫酸、盐酸或硝酸，碱包括碱金属或碱土金属的氢氧化物。
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