一種利用螯合樹脂同時(shí)去除和回收重金屬離子和有機(jī)酸的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用螯合樹脂同時(shí)去除和回收重金屬離子和有機(jī)酸的方法，屬于重金屬與有機(jī)酸復(fù)合廢水資源化處理領(lǐng)域。本發(fā)明步驟包括：(1)將含有重金屬離子和有機(jī)酸復(fù)合廢水調(diào)節(jié)pH值后泵入填充有螯合樹脂的吸附柱中，重金屬去除率大于56％，同時(shí)有機(jī)酸去除率大于58％，螯合樹脂為含有伯胺基團(tuán)的螯合樹脂；(2)采用常規(guī)無(wú)機(jī)酸脫附劑對(duì)步驟(1)完成后的螯合樹脂進(jìn)行脫附，回收高濃度的重金屬和有機(jī)酸混合溶液；待出水無(wú)重金屬和有機(jī)酸檢出后，停止脫附；脫附完成后的樹脂用清水洗至中性，再重復(fù)使用。本發(fā)明適用于同時(shí)大幅削減重金屬和有機(jī)酸污染濃度，并回收高濃度的重金屬離子和有機(jī)酸資源，實(shí)現(xiàn)復(fù)合污染物無(wú)害化處理、資源化回收。
【專利說(shuō)明】一種利用螯合樹脂同時(shí)去除和回收重金屬離子和有機(jī)酸的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用螯合樹脂同時(shí)去除和回收重金屬離子和有機(jī)酸的方法，具體而言，是指利用螯合樹脂高效地同時(shí)去除廢水中的重金屬離子和有機(jī)酸污染物，再回收高濃度的重金屬和有機(jī)酸溶液，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜廢水中重金屬的達(dá)標(biāo)處理。

【背景技術(shù)】
[0002]電鍍、制革、化工等工業(yè)廢水、垃圾滲濾液、工業(yè)園區(qū)綜合廢水及重金屬有機(jī)廢水的生化處理尾水中常常共存有重金屬離子和有機(jī)酸復(fù)合污染物。其中國(guó)家重點(diǎn)控制的重金屬毒物濃度高達(dá)100-1000mg/L，由于與各種有機(jī)酸共存，重金屬離子會(huì)形成多種絡(luò)合形態(tài)，導(dǎo)致常規(guī)的水處理技術(shù)如中和沉淀法、混凝沉淀法和生物技術(shù)存在去除效果差、藥劑消耗大、二次污染重的不足，電化學(xué)技術(shù)和膜技術(shù)運(yùn)行成本高，且后者易產(chǎn)生膜堵塞污染而只適用于低濃度廢水。離子交換和吸附法不僅可以高效降低污染物濃度，還可以將吸附濃縮后的污染物回收，吸附劑再生后可以重復(fù)使用，無(wú)二次污染，因此在污染物高效資源化去除方面得到了快速發(fā)展。
[0003]近幾年有專利和文獻(xiàn)報(bào)道吸附法實(shí)現(xiàn)同時(shí)去除重金屬和有機(jī)酸，如中國(guó)專利號(hào):201210496776.8提出了一種電鍍廢水處理的方法，其采用多種吸附劑和藥劑組合，操作復(fù)雜，引入藥劑會(huì)帶來(lái)二次污染，且未考慮資源回收。國(guó)際專利PCT/BR2011/000328提到采用沸石同時(shí)去除EDTA和EDTA絡(luò)合金屬離子，吸附后的沸石直接廢棄，重金屬等資源不能回收。Lu 等(B1resource Technology, 2010, 101, 1137-1134)在研究了殼聚糖對(duì)重金屬和朽1檬酸復(fù)合污染物的吸附，盡管吸附量較大，但該吸附劑的理化性能和機(jī)械強(qiáng)度難以保證，且也未考慮污染物的資源回收。因此很難實(shí)現(xiàn)推廣應(yīng)用。
[0004]樹脂吸附劑的理化性能較優(yōu)，是污染物資源化處理的首選吸附劑材料。然而離子交換樹脂僅能對(duì)單一的重金屬或有機(jī)酸廢水有較好的處理效果，且有機(jī)酸的存在會(huì)顯著抑制重金屬在陽(yáng)離子交換樹脂上的吸附，重金屬的存在也會(huì)抑制有機(jī)酸在陰離子交換樹脂上的吸附。因此開發(fā)一種適于重金屬與有機(jī)酸同時(shí)高效協(xié)同去除和回收的方法具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)處理重金屬和有機(jī)酸復(fù)合污染廢水成本高、效率低，且無(wú)法資源回收等缺陷，本發(fā)明提供一種利用螯合樹脂同時(shí)去除和回收重金屬離子和有機(jī)酸的方法，該方法是利用螯合樹脂同時(shí)吸附去除重金屬離子和有機(jī)酸及兩者的絡(luò)合物，削減重金屬和有機(jī)酸污染物濃度，然后通過(guò)脫附過(guò)程濃縮回收高濃度重金屬和有機(jī)酸資源，螯合樹脂再生循環(huán)使用。
[0007]2.技術(shù)方案
[0008]發(fā)明原理:在常見的廢水pH值條件下，螯合樹脂中的伯胺基團(tuán)會(huì)發(fā)生部分質(zhì)子化，因而產(chǎn)生中性態(tài)的伯胺基團(tuán)和帶正電荷的伯胺基團(tuán)，前者可以與二價(jià)重金屬離子發(fā)生配位螯合作用，也可以與中性態(tài)的污染物(包括有機(jī)酸分子和重金屬有機(jī)酸絡(luò)合物分子)發(fā)生氫鍵作用；后者因靜電吸引作用可吸附帶負(fù)電荷的污染物(包括有機(jī)酸負(fù)離子和重金屬有機(jī)酸絡(luò)合物負(fù)離子)。由于上述吸附作用力的共存，伯胺基團(tuán)的利用率很高，螯合樹脂可以大幅度同時(shí)去除重金屬和有機(jī)酸。
[0009]樹脂對(duì)污染物的去除效果可以用去除率和吸附容量來(lái)表示，具體計(jì)算公式如下:
[0010]

【權(quán)利要求】
1.一種利用螯合樹脂同時(shí)去除和回收重金屬離子和有機(jī)酸的方法，其步驟為: (1)將含有重金屬離子和有機(jī)酸復(fù)合廢水的調(diào)節(jié)PH值至2.5-7.5后，泵入填充有螯合樹脂的吸附柱中，調(diào)節(jié)控制吸附溫度和流速，其中吸附溫度為10-50°C，流速為l-30BV/h，所述的螯合樹脂為含有伯胺基團(tuán)的螯合樹脂； (2)吸附結(jié)束后，采用常規(guī)無(wú)機(jī)酸脫附劑對(duì)步驟(1)完成后的螯合樹脂進(jìn)行脫附，回收高濃度的重金屬和有機(jī)酸混合溶液；待出水無(wú)重金屬和有機(jī)酸檢出后，停止脫附；脫附完成的樹脂后的樹脂用清水洗至中性，再重復(fù)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用螯合樹脂同時(shí)去除和回收重金屬離子和有機(jī)酸的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的螯合樹脂為中國(guó)專利號(hào)ZL201010512734.X中所公開的乙?；叶窐渲蛑袊?guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01310028758.1中所公開的雙伯胺基螯合樹脂EDTB或中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01310108031.4中所公開的螯合樹脂或英國(guó)PuroIite公司生產(chǎn)的S984樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用螯合樹脂同時(shí)去除和回收重金屬離子和有機(jī)酸的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的重金屬離子為銅、鎳、鎘或鋅的二價(jià)離子，所述的有機(jī)酸為檸檬酸、酒石酸、草酸、乙二胺四乙酸或它們的鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用螯合樹脂同時(shí)去除和回收重金屬離子和有機(jī)酸的方法，其特征在于，步驟(2)中，所用常規(guī)無(wú)機(jī)酸脫附劑為鹽酸或硫酸溶液，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 2-30% ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3中所述的一種利用螯合樹脂同時(shí)去除和回收重金屬離子和有機(jī)酸的方法，其特征在于，步驟(2)中脫附溫度為5-50°C，流速為l-20BV/h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任意一項(xiàng)中所述的一種利用螯合樹脂同時(shí)去除和回收重金屬離子和有機(jī)酸的方法，其特征在于，步驟(1)中，重金屬去除率大于56%，同時(shí)有機(jī)酸去除率大于58%。
【文檔編號(hào)】C02F1/58GK104129831SQ201410368148
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】劉福強(qiáng), 凌晨, 徐超, 韋蒙蒙, 陳泰鵬, 陳達(dá), 李愛民 申請(qǐng)人:南京大學(xué)