專利名稱：一種處理重金屬廢水的藥劑和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于處理重金屬廢水的藥劑以及使用這種藥劑去除水中重金屬的方法，屬于水處理工業(yè)領域。
廢水中的重金屬去除有多種方法。例如，離子交換法，利用陽樹脂交換器使待處理的廢水通過，并將水中的重金屬去除。但這種方法的缺陷是樹脂較格昂貴，運行費用較高，而且樹脂再生困難，濃水不易處理等；電滲析法，是利用離子交換膜并在通電的情況下，將水與金屬離子分離去除，但這種方法的設備系統(tǒng)投資較大，處理費用過高，膜維護困難，難于在廢水處理中推廣應用；反滲透法，是利用反滲透膜對水中的重金屬離子與水進行分離，但存在電滲析法的同樣問題；有機鰲合法，是利用一種鰲合纖維的樹脂進行鰲合吸附將水中重金屬離子去除，然后通過解吸對樹脂材料進行再生，但這種方法同樣存在成本較高、再生困難等問題；電絮凝法，是利用電解槽使水中的重金屬發(fā)生氧化還原沉淀或化學沉淀，可通過絮凝過程去除，對水中重金屬的去除效率與廢水水質、電量參數、電極等因素有重要關系；目前應用最多的重金屬廢水處理方法是多采用加堿調節(jié)、絮凝沉淀分離的方法，處理設備較為簡便，效果易于控制，處理和設備投資成本相對較低。但缺點是必須分段投加藥劑，而且僅采取氫氧化物對某些重金屬的沉淀效率較低。
本發(fā)明以一種制造過程中產生的鋁酸鈉(NaAlO2)廢液(也可以采用化學法制備的NaAlO2)為主要原料，適當加入堿金屬硫化物制備含硫鋁酸鈉液體或固體重的金屬沉淀絮凝劑，并建立了用這種藥劑處理重金屬廢水的方法。具體方法如下述。1、重金屬沉淀絮凝劑的制備方法1.1液體藥劑的制備以北京某航空制造廠含鋁堿性廢液為主要原料，其中含Al2O310％、NaOH35％、水55％，含Cu2+0.2％，Pb2+0.12％，該含鋁堿廢液經放置后仍呈透明狀，無沉淀析出。
在上述溶液中一次加入Na2S固體，加熱并用機械攪拌漿慢速攪拌使之完全溶解。Na2S固體的加入量可根據需要確定，其中S2-的含量可以從4％到9％。溶入Na2S的液體經1小時沉淀后，上清液為制成的液體藥劑，其中的銅和鉛生成其硫化物沉淀，沉淀后藥液中未檢出銅和鉛。制成的液體藥劑成份含量如表1所示。1.2固體藥劑的制備將上述含硫鋁酸鈉液體置于200□的供干爐或滾筒干燥器中供干約2小時，得到其固體產品，經粉碎成為固體粉末。1.3利用堿、金屬鋁屑為原料的制備方法在濃度為35％的氫氧化鈉水溶液中，緩慢加入金屬鋁屑，待反應完全后，溶液中的Al2O3含量達到10％左右停止加鋁，制備出鋁酸鈉液體。對這種液體進行過濾，濾后液中按1.1之方法加入Na2S固體，加熱并用機械攪拌漿慢速攪拌使之完全溶解。所得藥液為重金屬沉淀絮凝劑。
表1幾種條件下重金屬處理劑的成份(制取100mL液體樣品)
2、重金屬廢水的處理原理和方法2.1利用含硫鋁酸鈉處理重金屬廢水的原理以處理含Pb2+廢水為例
生成的Pb(OH)2、PbS又通過其中的Al(OH)3進行凝聚絮凝，并沉淀去除。2.2處理方法(1)將制備的含硫鋁酸鈉液體稀釋2倍，使用液含5％ Al2O3，4.1％ S2-，17.5％NaOH。
(2)取含重金屬的廢水1000mL，在機械攪拌器的快速攪拌(300rpm)下加入上述處理藥劑的使用液，以同樣的攪拌速度混合1min，此時已有重金屬的硫化物沉淀和氫氧化物沉淀生成。然后，轉入慢速攪拌(40rpm)，反應15min，廢水中的重金屬繼續(xù)與其中的S2-和OH-反應，并通過其中的Al(OH)3絮凝，水變清，重金屬離子沉淀到燒杯底部，生成的沉淀和絮凝體密實、沉淀迅速。根據水中重金屬濃度的不同，加入的藥劑的量也不同。經加入適量的藥劑并處理后，上清液可達到國家規(guī)定的含重金屬廢水排放標準。2.3本發(fā)明的特征本發(fā)明具有如下突出優(yōu)點(1)堿與二價硫離子復合，使一種處理劑中同時含有二種重金屬沉淀劑。由于大部分重金屬的硫化物溶度積較小，故優(yōu)先產生硫化物沉淀。
(2)在一種復合藥劑中在含有兩種沉淀劑的同時還有Al作為絮凝劑，使反應沉淀、吸附和絮凝協(xié)同進行，大大簡化了處理流程、提高了處理效率，降低了處理成本。
(3)由于以上兩個原因，本發(fā)明可以有效控制處理后水中堿的殘余量，使pH符合廢水排放標準，而不需要加酸回調。3、實施例實施例1取上述鋁酸鈉廢液100mL，加入Na2S固體25g，加熱并攪拌1小時使之完全溶解。將此液體藥劑稀釋一倍，作為使用藥液。
用CuCl2、HCl和高嶺土配制pH為4.1、含Cu2+為200mg/L、渾濁度為20NTU的模擬廢水1000mL，加入上述使用藥液1.2mL，按2.2之(2)方法進行沉淀及絮凝處理，沉淀后水的Cu2+殘余濃度為0.2mg/L，渾濁度為1.5NTU，pH為7.2。實施例2取上述鋁酸鈉廢液100mL，加入Na2S固體25g，加熱并攪拌1小時使之完全溶解。將此液體藥劑稀釋一倍，作為使用藥液。
用CuCl2、PbCl2和NiCl2以及HCl和高嶺土配制pH為4.1、含Cu2+、Pb2+和Ni2+各為200mg/L、渾濁度為20NTU的模擬廢水1000mL，加入上述使用藥液2.8mL，按2.2之(2)方法進行沉淀及絮凝處理，沉淀后水的Cu2+、Pb2+和Ni2+各殘余濃度分別為0.18mg/L，0.15mg/L和0.21mg/L，渾濁度為1.2NTU，pH為8.4。實施例3取上述鋁酸鈉廢液100mL，加入Na2S固體25g，加熱并攪拌1小時使之完全溶解。將此液體藥劑稀釋一倍，作為使用藥液。
取某工廠排放的電鍍廢水1000mL，其中含銅280mg/L、鎳25mg/L，加入上述使用藥液1.6mL，按2.2之(2)方法進行沉淀及絮凝處理，沉淀后水的銅、鎳殘余濃度分別為0.14mg/L，0.05mg/L。
權利要求
1.利用鋁、堿和堿金屬硫化物制備重金屬沉淀絮凝劑的方法，這種重金屬沉淀絮凝劑的特征是含有可以沉淀水中重金屬的堿、硫離子和具有絮凝作用的鋁。
2.利用鋁酸鈉廢液為主要原料制備重金屬沉淀絮凝劑的方法，藥劑特征同1。
3.利用含二價硫離子的鋁酸鈉溶液沉淀、絮凝處理重金屬廢水的方法。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于處理重金屬廢水的復合藥劑以及利用這種藥劑進行沉淀絮凝凈化重金屬廢水的方法,屬于水處理工業(yè)與技術領域。利用一種在制造過程中產生的鋁酸鈉廢液或金屬鋁屑和氫氧化鈉為主要原料,加入適量固體硫化鈉與之復合,制備出一種含有Al
文檔編號C02F1/52GK1256251SQ9812509
公開日2000年6月14日 申請日期1998年12月4日 優(yōu)先權日1998年12月4日
發(fā)明者曲久輝, 李大鵬, 雷鵬舉 申請人:中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心