CN111498973A - 一种重金属废水处理药剂及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重金属废水处理药剂及其处理方法，该处理药剂是由有机高分子聚合物和无机物混合制得；混合方式为液液混合、液固混合或固液混合；混合途径为搅拌，温度为0~50℃；本发明处理药剂能去除具有高价态和低价态的重金属离子的特性，对于重金属阳离子和重金属阴离子也普遍适用，尤其对于处于稳定价态较难去除的离子可通过氧化还原等作用使重金属达到易去除价态后去除，是一种高效并具有普遍适用性的重金属去除剂；利用该药剂对重金属废水进行处理后废水中重金属含量＜1mg/L，甚至可满足国家标准、地方准备和行业标准。
Description
技术领域
本发明涉及废水深度处理领域，特别涉及一种重金属废水处理药剂及其处理方法。
背景技术
现有的重金属去除技术主要有化学沉淀法、离子交换法、膜技术等。其中离子交换法主要针对有价金属的回收或单一金属的去除，不具有普遍适用性，且对进水水质要求较高。膜技术虽然可以获得低浓度重金属淡水，但是会有富集的更高浓度重金属废水产生，此类高浓重金属废水需要进行二次处理，化学沉淀法通过投加氢氧化钠或硫化钠使金属离子以氢氧化物或硫化物的形式去除，虽使用范围较广，但是存在出水金属离子浓度高，无法达到外排要求，且针对Cr、As、Se等稳定价态的金属和类金属离子，去除效果较差的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种重金属废水处理药剂及其混合方法，该重金属废水处理药剂利用无机物A具有多价态、自由基、水解离特性可同步去除具有高价态和低价态的重金属离子的特性，对于重金属阳离子、重金属阴离子和类金属离子普遍使用，尤其对于处于稳定价态较难去除的离子可通过氧化还原等作用使重金属达到易去除价态后去除，是一种高效并具有普遍适用性的重金属去除剂，可处理的重金属浓度范围为：10~10000mg/L。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种重金属废水处理药剂,是由有机高分子聚合物和无机物混合制得；所述混合方式为液液混合、液固混合或固液混合；混合途径为搅拌，温度为0~50℃；优选地，温度为10~40℃。
作为本发明优选的技术方案，所述有机高分子聚合物为具有一定絮凝和聚合效果的有机物；所述有机物为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸乙酯、聚烯丙基胺盐酸盐、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物或丙烯酸-丙稀酰胺共聚物中的一种或至少两种的混合物。
作为本发明优选的技术方案，所述无机物分别为无机物A和无机物B；所述无机物A为焦亚硫酸钠、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铝、氯化铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铁、聚合硝酸铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硝酸铝、二氧化锰、高锰酸钾、过氧化氢、硫酸锰、氯化锰、聚合硅铁铝或聚合硫酸铁铝中的一种或者至少两种的混合物；所述无机物B为盐酸、硫酸、硝酸、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸铵、氨水、氢氧化铜或氢氧化铝中的一种或至少两种的混合物。
作为本发明优选的技术方案，有机物与无机物A的质量比为1:100~1:5000，无机物A与无机物B的质量比为1:100~1:5000；
优选地，有机物与无机物A的质量比为1:1000~1:3000，无机物A与无机物B的质量比为1:2000~1:4000。
作为本发明优选的技术方案，以无机物的有效含量为基准确定添加量，所述无机物A的有效添加量为0.001 g/L~50 g/L。
作为本发明优选的技术方案，优选地，所述无机物A的有效添加量为0.05 g/L~10g/L。
一种利用上述处理药剂的重金属废水处理方法，将无机物A以固体/液体形式加入重金属废水中，搅拌混匀后，使无机物与重金属废水中的重金属先初步发生反应、通过氧化还原、水解反应、吸附架桥作用使重金属变成易去除的价态，再加入无机物固体/液体B后，保证其pH=3~12，之后加入有机高分子聚合物，聚合物可与无机物A结合下的重金属发生聚合作用，形成疏水性很强的无机-有机聚合核体，以此沉淀析出；优选地，pH=6~9。
一种利用上述处理药剂的重金属废水处理方法，将无机物A以固体/液体形式加入重金属废水中，搅拌混匀后，使无机物与重金属废水中的重金属先初步发生反应、通过氧化还原、水解反应、吸附架桥等作用使重金属变成易去除的价态。之后加入有机高分子聚合物，聚合物可与无机物A结合下的重金属发生聚合作用，形成疏水性很强的无机-有机聚合核体。再加入无机物固体/液体B后，保证其pH=3~12，以此沉淀析出；优选地，pH=6~9。
一种利用上述处理药剂的重金属废水处理方法，将液体无机物A和液体无机物B混合后，加入有机高分子聚合物，充分搅拌混合后加入到重金属废水中。
作为本发明优选的技术方案，搅拌时间均为0.1~5 h；优选地，搅拌时间0.1~1小时。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明的重金属废水处理药剂，是一种高效并具有普遍适用性的重金属去除药剂，由于无机物A具有多价态、自由基、水解离特性可同步去除具有高价态和低价态的重金属离子，对于重金属阳离子和重金属阴离子普遍适用，尤其对于处于稳定价态较难去除的离子可通过氧化还原等作用使重金属达到易去除价态后去除；
2、本发明得重金属废水处理药剂，合成方便简洁，不需要高温处理，成本低廉，对于高浓度和低浓度重金属废水均适用；
3、本发明的重金属废水处理药剂适用于重金属总量范围为1mg/L~100g/L的废水，不受盐含量、废水浊度、油类和有机物的影响，pH适用范围广；
4、经本重金属处理药剂处理后的废水中重金属含量＜1mg/L，甚至可满足国家标准、地方准备和行业标准。
具体实施方式
为了更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
一种重金属废水处理药剂，是由有机高分子聚合物和无机物混合制得；混合方式为液液混合、液固混合或固液混合；混合途径为搅拌，温度为0~50℃，即0℃、1℃、2℃、3℃、5℃、8℃、10℃、12℃、15℃、18℃、20℃、22℃、25℃、28℃、30℃、32℃、35℃、38℃、40℃、42℃、45℃、48℃、50℃等；优选地，温度为10~40℃，即10℃、12℃、15℃、18℃、20℃、22℃、25℃、28℃、30℃、32℃、35℃、38℃、40℃等。
其中，有机高分子聚合物为具有一定絮凝和聚合效果的有机物；所述有机物为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸乙酯、聚烯丙基胺盐酸盐、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物或丙烯酸-丙稀酰胺共聚物中的一种或至少两种的混合物。
其中，无机物分别为无机物A和无机物B；所述无机物A为焦亚硫酸钠、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铝、氯化铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铁、聚合硝酸铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硝酸铝、二氧化锰、高锰酸钾、过氧化氢、硫酸锰、氯化锰、聚合硅铁铝或聚合硫酸铁铝中的一种或者至少两种的混合物；所述无机物B为盐酸、硫酸、硝酸、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸铵、氨水、氢氧化铜或氢氧化铝中的一种或至少两种的混合物。
制备处理药剂时，有机物与无机物A的质量比为1:100~1:5000，即1:100、1:200、1:300、1:400、1:500、1:600、1:700、1:800、1:900、1:1000、1:1100、1:1200、1:1300、1:1400、1:1500、1:1600、1:1700、1:1800、1:1900、1:2000、1:2100、1:2200、1:2500、1:2600、1:2700、1:2800、1:3000、1:3200、1:3500、1:3800、1:4000、1:4200、1:4500、1:4800、1:5000等，无机物A与无机物B的质量比为1:100~1:5000，即1:100、1:200、1:300、1:400、1:500、1:800、1:900、1:1000、1:1200、1:1500、1:1800、1:2000、1:2200、1:2500、1:3000、1:3200、1:3500、1:3800、1:4000、1:4200、1:4500、1:4800、1:5000等；
优选地，有机物与无机物A的质量比为1:1000~1:3000，即1:1000、1:1100、1:1300、1:1500、1:1600、1:1700、1:1800、1:1900、1:2000、1:2100、1:2200、1:2300、1:2400、1:2500、1:2600、1:2700、1:2800、1:2900、1:3000等，无机物A与无机物B的质量比为1:2000~1:4000，即1:2000、1:2100、1:2200、1:2300、1:2400、1:2500、1:2600、1:2700、1:2800、1:2900、1:3000、1:3100、1:3200、1:3300、1:3400、1:3500、1:3600、1:3700、1:3800、1:3900、1:4000等。
药剂中添加的无机物，以无机物的有效含量为基准确定添加量，所述无机物A的有效添加量为0.001 g/L~50 g/L，即0.001 g/L、0.002 g/L、0.003 g/L、0.004 g/L、0.005 g/L、0.006 g/L、0.007 g/L、0.1 g/L、0.2 g/L、0.3 g/L、0.5 g/L、0.8 g/L、1.0 g/L、1.2 g/L、1.5 g/L、1.8 g/L、2.0 g/L、3.0 g/L、4.0 g/L、5.0 g/L、8 g/L、9 g/L 、10 g/L、12 g/L、15 g/L、18 g/L、20 g/L、22 g/L、25 g/L、28 g/L、30 g/L、32 g/L、35 g/L、38 g/L、40 g/L、42 g/L、45 g/L、48 g/L、50 g/L等。
优选地，所述无机物A的有效添加量为0.05 g/L~10 g/L，即0.05 g/L、0.08 g/L、0.1 g/L、0.2 g/L、0.3 g/L、0.5 g/L、0.8 g/L、1.0 g/L、1.2 g/L、1.5 g/L、1.8 g/L、2.0g/L、2.1 g/L、2.2 g/L、2.3 g/L、2.5 g/L、2.8 g/L 、3.0 g/L、3.1 g/L、3.2 g/L、3.3 g/L、3.5 g/L、3.8 g/L 、4.0 g/L、4.1 g/L、4.2 g/L、4.3 g/L、4.5 g/L、4.8 g/L 、5.0 g/L、5.1g/L、5.2 g/L、5.3 g/L、5.5 g/L、5.8 g/L、6 g/L、6.1 g/L、6.2 g/L、6.3 g/L、6.5 g/L、6.8g/L 、8 g/L、10 g/L等。
本发明还公开了一种利用上述处理药剂进行重金属废水处理的方法，将无机物A以固体/液体形式加入重金属废水中，搅拌混匀后，使无机物与重金属废水中的重金属先初步发生反应、通过氧化还原、水解反应、吸附架桥作用使重金属变成易去除的价态，再加入无机物固体/液体B后，保证其pH=3~12，即3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等，之后加入有机高分子聚合物，聚合物可与无机物A结合下的重金属发生聚合作用，形成疏水性很强的无机-有机聚合核体，以此沉淀析出；优选地，pH=6~9，即6、7、8、9等。
本发明还公开了一种利用上述处理药剂进行重金属废水处理的方法，将无机物A以固体/液体形式加入重金属废水中，搅拌混匀后，使无机物与重金属废水中的重金属先初步发生反应、通过氧化还原、水解反应、吸附架桥等作用使重金属变成易去除的价态。之后加入有机高分子聚合物，聚合物可与无机物A结合下的重金属发生聚合作用，形成疏水性很强的无机-有机聚合核体。再加入无机物固体/液体B后，保证其pH=3~12，即3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等，以此沉淀析出；优选地，pH=6~9，即6、7、8、9等。
本发明还公开了一种利用上述处理药剂进行重金属废水处理的方法，将液体无机物A和液体无机物B混合后，加入有机高分子聚合物，充分搅拌混合后加入到重金属废水中。
优选地，搅拌时间均为0.1~5 h，即0.1h、0.2h、0.3h、0.4h、0.5h、0.6h、0.7h、0.8h、0.9h、1.0h、1.1h、1.2h、1.3h、1.4h、1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、1.9h、2h、2.1h、2.2h、2.3h、2.4h、2.5h、2.6h、2.7h、2.8h、2.9h、3.0h、3.1h、3.2h、3.3h、3.4h、3.5h、3.6h、3.7h、3.8h、3.9h、4.0h、4.1h、4.2h、4.3h、4.4h、4.5h、4.6h、4.7h、4.8h、4.9h、5.0h；优选地，搅拌时间0.1~1h，即0.1h、0.2h、0.3h、0.4h、0.5h、0.6h、0.7h、0.8h、0.9h、1.0h。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种重金属废水处理药剂, 其特征在于，是由有机高分子聚合物和无机物混合制得；所述混合方式为液液混合、液固混合或固液混合；混合途径为搅拌，温度为0~50℃；优选地，温度为10~40℃。
2.如权利要求1所述的处理药剂，其特征在于，所述有机高分子聚合物为具有一定絮凝和聚合效果的有机物；所述有机物为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸乙酯、聚烯丙基胺盐酸盐、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物或丙烯酸-丙稀酰胺共聚物中的一种或至少两种的混合物。
3.如权利要求1所述的处理药剂，其特征在于，所述无机物分别为无机物A和无机物B；所述无机物A为焦亚硫酸钠、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铝、氯化铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铁、聚合硝酸铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硝酸铝、二氧化锰、高锰酸钾、过氧化氢、硫酸锰、氯化锰、聚合硅铁铝或聚合硫酸铁铝中的一种或者至少两种的混合物；所述无机物B为盐酸、硫酸、硝酸、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸铵、氨水、氢氧化铜或氢氧化铝中的一种或至少两种的混合物。
4.如权利要求3所述的处理药剂，其特征在于，有机物与无机物A的质量比为1:100~1:5000，无机物A与无机物B的质量比为1:100~1:5000；
优选地，有机物与无机物A的质量比为1:1000~1:3000，无机物A与无机物B的质量比为1:2000~1:4000。
5.如权利要求4所述的处理药剂，其特征在于，以无机物的有效含量为基准确定添加量，所述无机物A的有效添加量为0.001 g/L~50 g/L。
6.如权利要求5所述的处理药剂，其特征在于，优选地，所述无机物A的有效添加量为0.05 g/L~10 g/L。
7.一种利用如权利要求1-6中任一权利所述处理药剂的重金属废水处理方法，其特征在于，将无机物A以固体/液体形式加入重金属废水中，搅拌混匀后，使无机物与重金属废水中的重金属先初步发生反应、通过氧化还原、水解反应、吸附架桥作用使重金属变成易去除的价态，再加入无机物固体/液体B后，保证其pH=3~12，之后加入有机高分子聚合物，聚合物可与无机物A结合下的重金属发生聚合作用，形成疏水性很强的无机-有机聚合核体，以此沉淀析出；优选地，pH=6~9。
8.一种利用如权利要求1-6中任一权利要求所述处理药剂的重金属废水处理方法，其特征在于，将无机物A以固体/液体形式加入重金属废水中，搅拌混匀后，使无机物与重金属废水中的重金属先初步发生反应、通过氧化还原、水解反应、吸附架桥等作用使重金属变成易去除的价态之后加入有机高分子聚合物，聚合物可与无机物A结合下的重金属发生聚合作用，形成疏水性很强的无机-有机聚合核体，再加入无机物固体/液体B后，保证其pH=3~12，以此沉淀析出；优选地，pH=6~9。
9.一种利用如权利要求1-6中任一权利要求所述处理药剂的重金属废水处理方法，其特征在于，将液体无机物A和液体无机物B混合后，加入有机高分子聚合物，充分搅拌混合后加入到重金属废水中。
10.如权利要求7-9中任一权利要求所述处理方法，其特征在于，搅拌时间均为0.1~5h；优选地，搅拌时间0.1~1h。
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| CN112872003A (zh) * | 2021-04-15 | 2021-06-01 | 四川农业大学 | 一种淋洗修复矿山污染土壤中铜的方法 |
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