CN112723507A - 一种用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废水处理技术领域，具体为一种用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂及工艺，包括以下重量百分比的原料：聚乙烯二胺四乙酸10‑15％、有机硫捕捉剂：10‑15％、辅助剂：6‑10％、促进剂：10‑15％、pH调节剂：5‑10％、絮凝剂3‑5％其余为去离子水。本发明对分层式矿山深坑酸性废水中的重金属进行高效处理，且处理后的含量低下，在常温下与废水中重金属离子迅速反应，生成不溶于水的盐，加入少量絮凝剂，形成絮状沉淀达到去除重金属的目的。经使用证实，处理方法简单，能做到多种重金属离子共存情况下一次处理后，即可达到环保要求。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体为一种用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂及工艺。
背景技术
我国是水资源短缺国家，在人类的生产、生活活动中会产生大量废水，为了保护环境、避免水体污染，出于废水回收利用、节约有限的水资源的目的，目前大部分废水都会经过处理进行排放或达标回用。采矿厂对矿山开采的过程中，会排放含有大量重金属离子如镉、铬、铜、铅、汞、镍、银、锌等的废水，该类废水采用传统的物化和生化法处理对重金属的去除率极低，废水不能处理达标排放或回用。目前传统的重金属去除方法是采用化学沉淀法，通常的化学沉淀法，在中和过程中加入氢氧化钠或氢氧化钙等化学沉淀剂来沉淀重金属离子。但是由于不同的重金属离子生成氢氧化物沉淀时的最佳pH值不同，以及某些重金属离子可能与溶液中的其他离子形成络合物(增加了它在水中的溶解度)，所以处理效果往往不理想。另外，重金属离子在碱性介质中生成的氢氧化物沉淀，其一部分会在排放中随着pH值的降低而重新溶解于水中，所以传统的化学沉淀法处理的废水残留的重金属浓度高，无法达到环保要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂及工艺，以解决上述背景技术中提出现如今去除重金属含量低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂，包括以下重量百分比的原料：聚乙烯二胺四乙酸10-15％、有机硫捕捉剂：10-15％、辅助剂：6-10％、促进剂：10-15％、pH调节剂：5-10％、絮凝剂3-5％其余为去离子水。
作为优选，包括以下重量百分比的原料：聚乙烯二胺四乙酸12％、有机硫捕捉剂：13％、辅助剂：10％、促进剂：15％、pH调节剂：10％、絮凝剂5％其余为去离子水。
作为优选，包括以下重量百分比的原料：聚乙烯二胺四乙酸15％、有机硫捕捉剂：10％、辅助剂：8％、促进剂：12％、pH调节剂：8％、絮凝剂5％其余为去离子水。
作为优选，所述有机硫化物包括甲苯异硫氰酸盐、三聚硫嗪酸三钠中的一种或两种混合物。
作为优选，所述辅助剂为硫化钠或三聚磷酸钠。
作为优选，所述促进剂为二硫化碳。
作为优选，所述pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠。
作为优选，所述絮凝剂为聚合硫酸铝铁。
另一方面，本发明还提供一种用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂制备工艺，包括上述的用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂，具体包括如下步骤：
S1：按重量百分比称取各种原料，将去离子水加入至带有搅拌器的反应釜，加热温度至55-65℃；
S2：将聚乙烯二胺四乙酸、有机硫捕捉剂和辅助剂加入反应釜中，边添加边搅拌，升高温度至80-85℃反应50-70min；
S3：逐滴向反应釜中滴加促进剂，维持温度在80-85℃搅拌60-75min，
S4：加入pH调节剂调节pH值至7-8继续搅拌10-15分钟，静止放置2小时；
S5：向反应釜中添加絮凝剂，边添加边搅拌，搅拌20-25min，降低温度至室温即可制得用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂及工艺，对分层式矿山深坑酸性废水中的重金属进行高效处理，且处理后的含量低下，在常温下与废水中重金属离子迅速反应，生成不溶于水的盐，加入少量絮凝剂，形成絮状沉淀达到去除重金属的目的。经使用证实，处理方法简单，能做到多种重金属离子共存情况下一次处理后，即可达到环保要求；对废水中重金属络合盐也能充分发挥作用，并具有絮凝粗大，沉淀快，后处理容易，稳定无毒，没有二次公害等特点，可广泛用于各种废水处理中。
2、本用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂及工艺中，生成的沉淀颗粒大、絮体密实，缩短了沉降时间，易使废水中的重金属离子浓度达到国家规定的排放标准以下，产生的残渣可回收重金属，不易产生二次污染，并且可有效抑制硫化氢的产生，同时提高两性重金属离子的去除率。且本发明的重金属离子捕捉剂的制备工艺简单，使用简便，处理效果好，既可单独使用，也可与其它水处理剂配合使用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂，包括以下重量百分比的原料：聚乙烯二胺四乙酸12％、有机硫捕捉剂：13％、辅助剂：10％、促进剂：15％、pH调节剂：10％、絮凝剂5％其余为去离子水。
值得说明的是，本实施例中的有机硫化物为甲苯异硫氰酸盐，辅助剂为硫化钠或三聚磷酸钠，促进剂为二硫化碳。pH调节剂为氢氧化钠，絮凝剂为聚合硫酸铝铁。
本实施例中用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂制备工艺，具体包括如下步骤：
S1：按重量百分比称取各种原料，将去离子水加入至带有搅拌器的反应釜，加热温度至55-65℃；
S2：将聚乙烯二胺四乙酸、有机硫捕捉剂和辅助剂加入反应釜中，边添加边搅拌，升高温度至80-85℃反应50-70min；
S3：逐滴向反应釜中滴加促进剂，维持温度在80-85℃搅拌60-75min，
S4：加入pH调节剂调节pH值至7-8继续搅拌10-15分钟，静止放置2小时；
S5：向反应釜中添加絮凝剂，边添加边搅拌，搅拌20-25min，降低温度至室温即可制得用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂。
实施例2
一种用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂，包括以下重量百分比的原料：聚乙烯二胺四乙酸15％、有机硫捕捉剂：10％、辅助剂：8％、促进剂：12％、pH调节剂：8％、絮凝剂5％其余为去离子水。
值得说明的是，本实施例中的有机硫化物为三聚硫嗪酸三钠，辅助剂为硫化钠或三聚磷酸钠，促进剂为二硫化碳，pH调节剂为碳酸钠，絮凝剂为聚合硫酸铝铁。
本实施例中用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂制备工艺，具体包括如下步骤：
S1：按重量百分比称取各种原料，将去离子水加入至带有搅拌器的反应釜，加热温度至55-65℃；
S2：将聚乙烯二胺四乙酸、有机硫捕捉剂和辅助剂加入反应釜中，边添加边搅拌，升高温度至80-85℃反应50-70min；
S3：逐滴向反应釜中滴加促进剂，维持温度在80-85℃搅拌60-75min，
S4：加入pH调节剂调节pH值至7-8继续搅拌10-15分钟，静止放置2小时；
S5：向反应釜中添加絮凝剂，边添加边搅拌，搅拌20-25min，降低温度至室温即可制得用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂。
本发明中两个实施例对分层式矿山深坑酸性废水处理前后各种重金属含量如下表所示：
| 重金属 | 铅 | 镉 | 汞 | 镍 | 锌 | 砷 |
| 处理前 | 9.76-10.3 | 83.3-85.2 | 5.12-6.23 | 0.12-0.15 | 87.6-88.5 | 63.2-85.6 |
| 实施例1 | 0.05-0.12 | 0.25-0.35 | 0.06-0.18 | 小于0.01 | 0.25-0.31 | 0.25-0.32 |
| 实施例2 | 0.04-0.13 | 0.26-0.32 | 0.07-0.15 | 小于0.01 | 0.23-0.31 | 0.27-0.32 |
由上表可以看出，本发明的用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂及工艺在对分层式矿山深坑酸性废水中的重金属进行高效处理，且处理后的含量低下。
本发明的用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂及工艺中，生成的沉淀颗粒大、絮体密实，缩短了沉降时间，易使废水中的重金属离子浓度达到国家规定的排放标准以下，产生的残渣可回收重金属，不易产生二次污染，并且可有效抑制硫化氢的产生，同时提高两性重金属离子的去除率。且本发明的重金属离子捕捉剂的制备工艺简单，使用简便，处理效果好，既可单独使用，也可与其它水处理剂配合使用。在常温下与废水中重金属离子迅速反应，生成不溶于水的盐，加入少量絮凝剂，形成絮状沉淀达到去除重金属的目的。经使用证实，处理方法简单，能做到多种重金属离子共存情况下一次处理后，即可达到环保要求；对废水中重金属络合盐也能充分发挥作用，并具有絮凝粗大，沉淀快，后处理容易，稳定无毒，没有二次公害等特点，可广泛用于各种废水处理中。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂，其特征在于：包括以下重量百分比的原料：聚乙烯二胺四乙酸10-15％、有机硫捕捉剂：10-15％、辅助剂：6-10％、促进剂：10-15％、pH调节剂：5-10％、絮凝剂3-5％其余为去离子水。
2.根据权利要求1所述的用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂，其特征在于：包括以下重量百分比的原料：聚乙烯二胺四乙酸12％、有机硫捕捉剂：13％、辅助剂：10％、促进剂：15％、pH调节剂：10％、絮凝剂5％其余为去离子水。
3.根据权利要求1所述的用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂，其特征在于：包括以下重量百分比的原料：聚乙烯二胺四乙酸15％、有机硫捕捉剂：10％、辅助剂：8％、促进剂：12％、pH调节剂：8％、絮凝剂5％其余为去离子水。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂，其特征在于：所述有机硫化物包括甲苯异硫氰酸盐、三聚硫嗪酸三钠中的一种或两种混合物。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂，其特征在于：所述辅助剂为硫化钠或三聚磷酸钠。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂，其特征在于：所述促进剂为二硫化碳。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂，其特征在于：所述pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠。
8.根据权利要求1-3任意一项所述的用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂，其特征在于：所述絮凝剂为聚合硫酸铝铁。
9.一种用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂制备工艺，包括权利要求1-8任意一项所述的用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂，其特征在于：具体包括如下步骤：
S1：按重量百分比称取各种原料，将去离子水加入至带有搅拌器的反应釜，加热温度至55-65℃；
S2：将聚乙烯二胺四乙酸、有机硫捕捉剂和辅助剂加入反应釜中，边添加边搅拌，升高温度至80-85℃反应50-70min；
S3：逐滴向反应釜中滴加促进剂，维持温度在80-85℃搅拌60-75min，
S4：加入pH调节剂调节pH值至7-8继续搅拌10-15分钟，静止放置2小时；
S5：向反应釜中添加絮凝剂，边添加边搅拌，搅拌20-25min，降低温度至室温即可制得用于分层式矿山深坑酸性废水处理的重金属捕捉剂。
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Citations (5)
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| GB8825134D0 (en) * | 1988-10-27 | 1988-11-30 | Conder Group Plc | Rotary biological contactor |
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-
2020
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Patent Citations (5)
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