CN1186272C - 去除废水中砷和镉的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用岩矿材料治理重金属废水的方法，特别是去除废水中砷和镉的方法。去除废水中砷和镉的方法，其特征是按如下步骤实现：含砷和镉的废水首先通入CO₂气体碳酸化后经过粉碎的菱铁矿，并使废水在粉碎的菱铁矿中的滞留时间保持在1h以上，然后，经过粉碎的石灰岩，从出水口流出；其中，待处理的废水经过粉碎的石灰岩时向石灰岩中压入轻微的空气流。本发明的特点：(1)所用材料十分廉价、易得；(2)可处理砷和镉浓度分别达2mg/L和4mg/L的废水；出水砷和镉的浓度均低于检出限(分别为5μg/L和20μg/L)；具有高效的特点。(3)装置维护成本低、操作简单、安全，使用周期长、再生简便易行。

Description

去除废水中砷和镉的方法

技术领域

本发明涉及一种利用岩矿材料治理重金属废水的方法，特别是去除废水中砷和镉的方法。

背景技术

砷和镉是水中常见的污染物，对人体健康和生态环境危害极大。传统的去除水中重金属的方法包括沉淀、电解、超滤、反渗透、吸附、离子交换、溶剂萃取和生物方法等。近年来，研究者们提出了不同的廉价高效的去除砷和镉的水处理材料，如零价铁、沸石、红泥、粉煤灰等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种廉价、高效的去除废水中砷和镉的方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：去除废水中砷和镉的方法，其特征是按如下步骤实现：含砷和镉的废水首先通入CO₂气体碳酸化后经过粉碎的菱铁矿，并使废水在粉碎的菱铁矿中的滞留时间保持在1h以上，然后，经过粉碎的石灰岩，从出水口流出；其中，待处理的废水经过粉碎的石灰岩时向石灰岩中压入轻微的空气流。

所述的去除废水中砷和镉的方法，其具体步骤如下：

1)、菱铁矿和石灰岩的粉碎和筛分：将所选用的菱铁矿和石灰岩分别粗碎、过筛，过80目筛者留用，所述的粉碎的石灰岩其CaCO₃含量大于90％；

2)、准备实施所述的去除废水中砷和镉的方法的装置-去除废水中砷和镉的石灰岩-菱铁矿反应器，所述的石灰岩-菱铁矿反应器包括原水罐5、菱铁矿柱1、石灰岩柱2，原水罐5、菱铁矿柱1、石灰岩柱2依次由水管相连通，将留用的菱铁矿和石灰岩分别填入去除废水中砷和镉的石灰岩-菱铁矿反应器的菱铁矿柱1、石灰岩柱2的空腔内，应密实、填满，两端放置玻璃羊毛或细纱网；

3)、将含砷和镉的废水收集在原水罐中，通入CO₂气体，其压力控制在略高于大气压，通入CO₂气体30min后，装置即可运行，装置运行的全过程，需持续向原水通入CO₂气体；

4)、碳酸化后的含砷和镉的废水经过粉碎的菱铁矿，并使废水在粉碎的菱铁矿中的滞留时间保持在1h以上，然后，经过粉碎的石灰岩，从出水口流出；其中，待处理的废水经过粉碎的石灰岩时向石灰岩中压入轻微的空气流。

本发明的技术原理是：碳酸化的废水流经菱铁矿柱1，溶解FeCO₃，进入石灰岩柱2，产生Fe(OH)₃和CaCO₃沉淀，由于Fe(OH)₃对砷的化合物的吸附作用和Cd与CaCO₃的共沉淀作用，砷和镉从水中去除。将碳酸化的废水通过分别充填菱铁矿和石灰岩的双柱系统，达到去除废水中砷和镉的目的。

本发明的特点：(1)所用材料十分廉价、易得；(2)可处理砷和镉浓度分别达2mg/L和4mg/L的废水；出水砷和镉的浓度均低于检出限(分别为5μg/L和20μg/L)；具有高效的特点。(3)装置维护成本低、操作简单、安全，使用周期长、再生简便易行。

附图说明

图1是实现本发明的装置结构示意图

其中1-菱铁矿柱、2-石灰岩柱、3-粉碎的石灰岩、4-气管、5-原水罐、6-废水、7-水管、8-水管、9-防堵件、10-出气口、11-注空气口、12-出水口、13-粉碎的菱铁矿。

具体实施方式

去除废水中砷和镉的方法，按如下步骤实现：含砷和镉的废水首先通入CO₂气体碳酸化后经过粉碎的菱铁矿，并使废水在粉碎的菱铁矿中的滞留时间保持在1h以上，然后，经过粉碎的石灰岩，从出水口流出；其中，待处理的废水经过粉碎的石灰岩时向石灰岩中压入轻微的空气流。

去除废水中砷和镉的具体步骤如下：

1)、菱铁矿和石灰岩的粉碎和筛分：将所选用的菱铁矿和石灰岩分别粗碎、过筛，过80目筛者留用，所述的粉碎的石灰岩其CaCO₃含量大于90％；

2)、准备实施所述的去除废水中砷和镉的方法的装置-去除废水中砷和镉的石灰岩-菱铁矿反应器，所述的石灰岩-菱铁矿反应器包括原水罐5、菱铁矿柱1、石灰岩柱2，原水罐5、菱铁矿柱1、石灰岩柱2依次由水管相连通，将留用的菱铁矿和石灰岩分别填入去除废水中砷和镉的石灰岩-菱铁矿反应器的菱铁矿柱1、石灰岩柱2的空腔内，应密实、填满，两端放置玻璃羊毛或细纱网；

3)、将含砷和镉的废水收集在原水罐中，通入CO₂气体，其压力控制在略高于大气压，通入CO₂气体30min后，装置即可运行，装置运行的全过程，需持续向原水通入CO₂气体；

4)、碳酸化后的含砷和镉的废水经过粉碎的菱铁矿，并使废水在粉碎的菱铁矿中的滞留时间保持在1h以上，然后，经过粉碎的石灰岩，从出水口流出；其中，待处理的废水经过粉碎的石灰岩时向石灰岩中压入轻微的空气流。

出水口每15天采集1次样品，当出水浓度高出检测限时，需停止系统运行，将连接废水6的水管7接至5％盐酸溶液，按菱铁矿柱1的5个孔隙体积量冲洗系统后，再接至蒸馏水，按菱铁矿柱1的5个孔隙体积量冲洗系统，即可重新运行系统。

如图1所示，去除废水中砷和镉的石灰岩-菱铁矿反应器，它主要由菱铁矿柱1、石灰岩柱2、粉碎的石灰岩3、气管4、原水罐5、水管7、水管8、防堵件9、粉碎的菱铁矿13组成，气管4的一端与CO₂气瓶相连接，另一端插入原水罐5内下部，原水罐5的下端部与菱铁矿柱1的底端由水管7相连接，并使原水罐5与菱铁矿柱1相连通；菱铁矿柱1内为空腔，粉碎的菱铁矿13填满于菱铁矿柱1的空腔内，菱铁矿柱1的上端部与石灰岩柱2的上端部由水管8相连接，并使菱铁矿柱1与石灰岩柱2相连通，石灰岩柱2内为空腔，粉碎的石灰岩3填满于石灰岩柱2的空腔内，石灰岩柱2的底端设有出水口12；使用时，原水罐5内注有废水6。所述的石灰岩柱2的下部设有注空气口11、上部设有出气口10。所述的菱铁矿柱1、石灰岩柱2的空腔内两端设有防堵件9，防堵件9为玻璃羊毛或细纱网。所述的菱铁矿柱1、石灰岩柱2为PVC柱或玻璃钢柱。

废水经碳酸化后，从菱铁矿柱1底部流入、从菱铁矿柱1顶部流出，进入石灰岩柱2顶部，最后从石灰岩柱2底部流出系统。菱铁矿柱1和石灰岩柱2的上下端口均密封堵塞，开口与进、出水管的连接处均严格密封。菱铁矿柱1内为饱和水流条件；石灰岩柱2内为非饱和水流条件，在其下部距出水口5cm处开口、通过软管与空气泵相连，压入轻微空气流，在其上部距出水口5cm处设出气口。

所用的菱铁矿采自菱铁矿区，用前需测定其可淋滤的Cr，As，Se和Cd含量，低于检出限者方可使用。所用石灰岩成分应尽可能纯净(CaCO₃含量大于90％)。

Claims (2)

1、去除废水中砷和镉的方法，其特征是按如下步骤实现：含砷和镉的废水首先通入CO₂气体碳酸化后经过粉碎的菱铁矿，并使废水在粉碎的菱铁矿中的滞留时间保持在1h以上，然后，经过粉碎的石灰岩，从出水口流出；其中，待处理的废水经过粉碎的石灰岩时向石灰岩中压入轻微的空气流。

2、根据权利要求1所述的去除废水中砷和镉的方法，其特征是其具体步骤如下：

1)、菱铁矿和石灰岩的粉碎和筛分：将所选用的菱铁矿和石灰岩分别粗碎、过筛，过80目筛者留用，所述的粉碎的石灰岩其CaCO₃含量大于90％；

2)、准备实施所述的去除废水中砷和镉的方法的装置一去除废水中砷和镉的石灰岩-菱铁矿反应器，所述的石灰岩-菱铁矿反应器包括原水罐(5)、菱铁矿柱(1)、石灰岩柱(2)，原水罐(5)、菱铁矿柱(1)、石灰岩柱(2)依次由水管相连通，将留用的菱铁矿和石灰岩分别填入去除废水中砷和镉的石灰岩-菱铁矿反应器的菱铁矿柱(1)、石灰岩柱(2)的空腔内，应密实、填满，两端放置玻璃羊毛或细纱网；

3)、将含砷和镉的废水收集在原水罐中，通入CO₂气体，其压力控制在略高于大气压，通入CO₂气体30min后，装置即可运行，装置运行的全过程，需持续向原水通入CO₂气体；

4)、碳酸化后的含砷和镉的废水经过粉碎的菱铁矿，并使废水在粉碎的菱铁矿中的滞留时间保持在1h以上，然后，经过粉碎的石灰岩，从出水口流出；其中，待处理的废水经过粉碎的石灰岩时向石灰岩中压入轻微的空气流。

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