CN114162949A - 一种工业废水重金属离子捕捉剂、制备方法及废水处理方法 - Google Patents

一种工业废水重金属离子捕捉剂、制备方法及废水处理方法 Download PDF

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Abstract

一种工业废水重金属离子捕捉剂、制备方法及废水处理方法，涉及工业废水处理技术领域。由0.5‑5wt％螯合剂、0.01‑2wt％无机硫、0‑2wt％络合剂、0‑2wt％助溶剂、0‑2wt％稳定剂以及余量去离子水组成。取相应的重金属废水，调节废水pH值，投加捕捉剂并搅拌，再滴加絮凝剂，助凝剂并搅拌，最后取样检测重金属离子浓度。通过重金属离子螯合剂与重金属离子之间的螯合作用，使其达到去除效果，是一种捕集能力强、实际用量少、成本低廉、操作简单的绿色重金属废水处理剂。该重金属离子捕捉剂对镍、铜、锌、铬、汞、铝、锰、铁等多种重金属离子均有较好捕捉效果，去除率达到98.5％以上，达到国家排放标准。

Description

一种工业废水重金属离子捕捉剂、制备方法及废水处理方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，具体是涉及一种工业废水重金属离子捕捉剂、 制备方法及废水处理方法。
背景技术
重金属废水主要来源于工业废水、农业废水以及生活污水等。工业废水行业包括电 子电器行业、电镀印刷行业以及电池橡胶行业等。农业废水主要有化肥、农药以及饲料的过量使用等。生活污水主要有生活垃圾，废旧电池等。这些废水均存在较高含量的重 金属离子。
重金属废水常规的处理办法有中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁盐沉淀法、离子交换法、吸附法、生物絮凝发、电解法、以及膜分离方法等。中和沉淀法对重金属离子的捕 捉效果较差，很难达到直接排放标准。硫化物沉淀法中添加过量的硫化物有可能会有硫 化氢气体的产生。离子交换法处理过程过为复杂，且成本较高。吸附法虽处理过程简单， 吸附效果较好，但吸附后处理成本太高。生物絮凝发，电解法以及膜分离法均存在设备 成本及处理成本较高缺点。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明将提供一种工业废水重金属离子捕捉剂、 制备方法及废水处理方法，具有高效无毒、反应时间短、操作方便等优点。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种工业废水重金属离子捕捉剂，由重金属离子螯合剂、无机硫、络合剂、助溶剂、稳定剂以及去离子水组成，各组分含量为0.5-5wt％螯合剂、0.01-2wt％无机硫、0-2wt％络合剂、0-2wt％助溶剂、0-2wt％稳定剂，其余为去离子水。
作为本发明的优选技术方案，工业废水重金属离子捕捉剂中，所述重金属离子螯合 剂为二硫代氨基甲酸盐(福美钠)或者1,3,5-三嗪-2,4,6-三硫醇三钠盐(TMT)。
作为本发明的优选技术方案，工业废水重金属离子捕捉剂中，所述无机硫为硫化钠 (Na2S)，所述络合剂为硫代硫酸钠(Na2S2O3)，所述助溶剂为尿素，所述稳定剂为黄 原胶。
一种工业废水重金属离子捕捉剂的制备方法，向去离子水中逐步加入各种原料，每 加入一种原料后搅拌混合均匀。
一种利用工业废水重金属离子捕捉剂处理废水的方法，取相应的重金属废水，调节 废水pH值，投加重金属离子捕捉剂并搅拌，再滴加絮凝剂，助凝剂并搅拌，最后取样 检测重金属离子浓度。
作为本发明的优选技术方案，废水处理方法中，调节废水pH值在10.5-12。
作为本发明的优选技术方案，废水处理方法中，将重金属离子捕捉剂稀释20倍，按废水质量的1％-5％投加稀释后的重金属离子捕捉剂。
作为本发明的优选技术方案，废水处理方法中，所述絮凝剂为质量浓度是1％的聚合氯化铝(PAC)水溶液，加药量为废水质量的1％-2％。
作为本发明的优选技术方案，废水处理方法中，助凝剂为质量浓度为0.01％、分子量1200万阴离子型聚丙烯酰胺(PAM)水溶液，加药量为废水质量的1％-2％。
与现有技术相比，本发明的有益效果表现在：
1、该重金属离子捕捉剂通过重金属离子螯合剂与重金属离子之间的螯合作用，使其达到去除效果，是一种捕集能力强、实际用量少、成本低廉、操作简单的绿色重金属 废水处理剂。
2、该重金属离子捕捉剂制备过程中无有毒有害的有机溶剂的使用。
3、该重金属离子捕捉剂对镍、铜、锌、铬、汞、铝、锰、铁等多种重金属离子均 有较好捕捉效果，去除率达到98.5％以上，达到国家排放标准。
4、该重金属离子捕捉剂可适用于常规工业废水以及电镀废水处理，使用过程中可以在污水处理的初沉池、生化池和二沉池不同单元直接投加，不需要新建反应单元。
具体实施方式
实施例1
一种工业废水重金属离子捕捉剂，各组分含量为1wt％的1,3,5-三嗪-2,4,6-三硫醇三 钠盐、0.2wt％硫化钠、0.2wt％硫代硫酸钠，其余为去离子水。制备方法为：
步骤1：常温条件下，向去离子水中加入1,3,5-三嗪-2,4,6-三硫醇三钠盐，并持续搅 拌10-30分钟。
步骤2：加入硫化钠，并持续搅拌5-10分钟。
步骤3：加入硫代硫酸钠，并持续搅拌5-10分钟，完成后即制得重金属离子捕捉剂。
利用工业废水重金属离子捕捉剂对废水进行处理的方法，步骤如下：
步骤1：制备10ppm硫酸镍标准溶液，作为镍源即为废水标本溶液。
步骤2：调节硫酸镍溶液的pH值为11。
步骤3：将上述制备的重金属离子捕捉剂加入去离子水稀释20倍，按废水质量的1％投加稀释后的重金属离子捕捉剂。
步骤4：向废水中投加絮凝剂、助凝剂，絮凝剂为质量浓度是1％的聚合氯化铝(PAC) 水溶液，加药量为废水质量的1％。助凝剂为质量浓度为0.01％、分子量1200万阴离子 型聚丙烯酰胺(PAM)水溶液，加药量为废水质量的1％。
步骤5：采用紫外分光光度法检测镍离子浓度为0.095ppm，去除率达99.05％。
实施例2
一种工业废水重金属离子捕捉剂，各组分含量为1wt％二硫代氨基甲酸盐、1wt％硫 化钠、0.5wt％尿素、0.5wt％黄原胶，其余为去离子水。制备方法为：
步骤1：在反应釜中加热去离子水至85℃。
步骤2：达到温度后，加入二硫代氨基甲酸盐，并持续搅拌5小时。
步骤3：加入硫化钠，并持续搅拌10分钟。
步骤4：加入尿素，并持续搅拌10分钟。
步骤5：加入黄原胶，并持续搅拌30分钟，完成后即制得重金属离子捕捉剂。
利用工业废水重金属离子捕捉剂对废水进行处理的方法，步骤如下：
步骤1：制备10ppm硫酸铜标准溶液，作为铜源即为废水标本溶液。
步骤2：调节硫酸铜溶液的pH值为11.3。
步骤3：将上述制备的重金属离子捕捉剂加入去离子水稀释20倍，按废水质量的1％投加稀释后的重金属离子捕捉剂。
步骤4：向废水中投加絮凝剂、助凝剂，絮凝剂为质量浓度是1％的聚合氯化铝(PAC) 水溶液，加药量为废水质量的1％。助凝剂为质量浓度为0.01％、分子量1200万阴离子 型聚丙烯酰胺(PAM)水溶液，加药量为废水质量的1％。
步骤5：采用紫外分光光度法检测铜离子浓度为0.103ppm，去除率达98.97％。
实施例3
一种工业废水重金属离子捕捉剂，各组分含量为2wt％二硫代氨基甲酸盐、1wt％硫 化钠、0.5wt％硫代硫酸钠、0.5wt％尿素、0.5wt％黄原胶，其余为去离子水。制备方法为：
步骤1：在反应釜中加热去离子水至85℃。
步骤2：达到温度后，加入二硫代氨基甲酸盐，并持续搅拌5小时。
步骤3：加入硫化钠，并持续搅拌10分钟。
步骤4：加入硫代硫酸钠，并持续搅拌5分钟。
步骤5：加入尿素，并持续搅拌10分钟。
步骤6：加入黄原胶，并持续搅拌30分钟，完成后即制得重金属离子捕捉剂。
利用工业废水重金属离子捕捉剂对废水进行处理的方法，步骤如下：
步骤1：制备硫酸镍-硫酸铜混合溶液，其中镍、铜离子含量均为10ppm。
步骤2：调节混合溶液的pH值为11.5。
步骤3：将上述制备的重金属离子捕捉剂加入去离子水稀释20倍，按废水质量的3％投加稀释后的重金属离子捕捉剂。
步骤4：向废水中投加絮凝剂、助凝剂，絮凝剂为质量浓度是1％的聚合氯化铝(PAC) 水溶液，加药量为废水质量2％。助凝剂为质量浓度为0.01％、分子量1200万阴离子型 聚丙烯酰胺(PAM)水溶液，加药量为废水质量的2％。
步骤5：采用紫外分光光度法检测镍离子浓度为0.053ppm、铜离子浓度为0.038ppm， 镍离子、铜离子去除率分别达99.47％、99.62％。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对 所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明 的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种工业废水重金属离子捕捉剂，其特征在于，由重金属离子螯合剂、无机硫、络合剂、助溶剂、稳定剂以及去离子水组成，各组分含量为0.5-5wt％螯合剂、0.01-2wt％无机硫、0-2wt％络合剂、0-2wt％助溶剂、0-2wt％稳定剂，其余为去离子水。
2.如权利要求1所述的工业废水重金属离子捕捉剂，其特征在于，所述重金属离子螯合剂为二硫代氨基甲酸盐或者1,3,5-三嗪-2,4,6-三硫醇三钠盐。
3.如权利要求1所述的工业废水重金属离子捕捉剂，其特征在于，所述无机硫为硫化钠，所述络合剂为硫代硫酸钠，所述助溶剂为尿素，所述稳定剂为黄原胶。
4.一种制备如权利要求1所述工业废水重金属离子捕捉剂的方法，其特征在于，向去离子水中逐步加入各种原料，每加入一种原料后搅拌混合均匀。
5.一种利用如权利要求1所述工业废水重金属离子捕捉剂处理废水的方法，其特征在于，取相应的重金属废水，调节废水pH值，投加重金属离子捕捉剂并搅拌，再滴加絮凝剂，助凝剂并搅拌，最后取样检测重金属离子浓度。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，调节废水pH值在10.5-12。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，将重金属离子捕捉剂稀释20倍，按废水质量的1％-5％投加稀释后的重金属离子捕捉剂。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述絮凝剂为质量浓度是1％的聚合氯化铝水溶液，加药量为废水质量的1％-2％。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，助凝剂为质量浓度为0.01％、分子量1200万阴离子型聚丙烯酰胺水溶液，加药量为废水质量的1％-2％。
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