一種含鉈廢水的深度處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及重金屬處理技術領域，尤其涉及一種含鉈廢水的深度處理方法。
【背景技術】
[0002]目前，鉈在自然界的豐度很低，然而其毒性卻遠大于Hg、Cd、As等重金屬，鉈及其化合物已被列入水體優先控制污染物黑名單和《地表水環境質量標準(GB838-2002)》的監測指標體系。在含鉈工業廢水處理技術領域，由于含鉈工業廢水具有高鹽度、高還原性等特點，采用常規的中和沉淀、硫化沉淀等處理技術，難以實現鉈等重金屬的深度去除。
[0003]現有技術方案中常規的中和沉淀、硫化沉淀等廢水處理技術，由于鹽效應的存在，會提高鉈沉淀的溶解度，使得沉淀出水中鉈濃度顯著高于理論值。而采用現有的離子交換等常規吸附處理技術，則由于廢水中高濃度的鈣、鎂、鈉等競爭性陽離子的存在，使吸附劑快速達到吸附飽和狀態，使得吸附柱頻繁再生，降低技術的實用性。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種含鉈廢水的深度處理方法，該處理方法提高了除鉈效率，以及后端深度吸附處理的處理效率，不僅有利于含鉈廢水的處理后回用，而且對于重金屬環境容量低的地區的重金屬污染物總量減排具有重要意義。
[0005]一種含鉈廢水的深度處理方法，所述方法包括:
[0006]步驟1、向含鉈廢水中分級投加硫化鈉與硫化鐵晶種，使所述廢水中的高濃度重金屬形成硫化物沉淀，初步降低所述廢水中的重金屬濃度；
[0007]步驟2、向硫化沉淀處理之后的廢水中，投加一定量的高級氧化劑，對廢水中的鉈進行氧化處理，改變廢水中鉈的形態；
[0008]步驟3、將高級氧化處理之后的廢水輸送至填裝有納米水合氧化錳吸附劑的吸附塔，通過所述納米水合氧化錳吸附劑的強吸附能力，將廢水中殘留的微量重金屬進一步深度去除。
[0009]由上述本發明提供的技術方案可以看出，該處理方法提高了除鉈效率，以及后端深度吸附處理的處理效率，不僅有利于含鉈廢水的處理后回用，而且對于重金屬環境容量低的地區的重金屬污染物總量減排具有重要意義。
【附圖說明】
[0010]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。
[0011]圖1為本發明實施例所提供的含鉈廢水深度處理方法流程示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。
[0013]下面將結合附圖對本發明實施例作進一步地詳細描述，如圖1所示為本發明實施例所提供的含鉈廢水深度處理方法流程示意圖，所述方法包括:
[0014]步驟1、向含鉈廢水中分級投加硫化鈉與硫化鐵晶種，使所述廢水中的高濃度重金屬形成硫化物沉淀，初步降低所述廢水中的重金屬濃度；
[0015]首先在該步驟中對含鉈廢水進行硫化沉淀處理，在硫化沉淀處理之前，還可以對所述廢水進行水質全分析，獲得所述廢水中的重金屬(Tl、Pb、Zn、As、Cd等)的濃度，計算得到所述廢水中重金屬硫化沉淀所需硫化物的理論投加量，具體的投加量為:
[0016]硫化鈉的投加量為所述廢水中重金屬硫化沉淀所需理論投加量的10?20倍之間，并優選為15倍；
[0017]硫化鐵晶種的投加量為所述硫化鈉投加量的I?1.3倍，并優選為1.2倍；
[0018]進一步的，在投加硫化納與硫化鐵晶種之后:
[0019]攪拌反應時間為1min?30min之間，并優選為15min ；
[0020]沉淀反應時間為2h?4h之間，并優選為3h ;
[0021]硫化沉淀的底泥部分回流至第一級硫化沉淀反應池，且回流比為2?3:1之間。
[0022]步驟2、向硫化沉淀處理之后的廢水中，投加一定量的高級氧化劑，對廢水中的鉈進行氧化處理，改變廢水中鉈的形態；
[0023]在該步驟中，所投加的高級氧化劑包括:次氯酸鈉、雙氧水或高錳酸鉀，并優選次氯酸鈉與高錳酸鉀；
[0024]且所述高級氧化劑的投加量為硫化物投加量的1.2?1.5倍；
[0025]氧化反應的時間為5min?30min之間，并優選為15min。
[0026]步驟3、將高級氧化處理之后的廢水輸送至填裝有納米水合氧化錳吸附劑的吸附塔，通過所述納米水合氧化錳吸附劑的強吸附能力，將廢水中殘留的微量重金屬進一步深度去除。
[0027]在該步驟中，殘留的微量重金屬主要包括鉈、鉛、鋅等；所述吸附塔的運行濾速為7?15m/h，且最終處理后出水中鉈、鉛、鋅等重金屬離子濃度能夠達到地表水環境質量標準濃度限值要求。
[0028]具體實現中，所述納米水合氧化錳吸附劑的制備方法包括:
[0029]首先配制含有一水合硫酸錳MnSO4.H2O,乙二胺四乙酸二鈉EDTA-Na2、硝酸順03的初始錳溶液，其中所述MnSO4.H2O的濃度為0.5 %?2 %，所述EDTA-NaJ^濃度為0.1 %?0.3%，所述HNO3濃度為2%?4% ；
[0030]再向所述初始錳溶液中加入質量濃度為O?40%的陽離子交換樹脂，并浸泡反應I?2h ;其中所述陽離子交換樹脂包括:D001、D402或001型離子交換樹脂；
[0031]然后再加入KMnO4溶液，生成所述納米水合氧化錳吸附劑；其中所加入的KMnO 4溶液為所述初始錳溶液中MnSO4.H2O量的I?1.1倍。
[0032]這樣就可以借助EDTA-Na2的螯合作用，有效避免生成的納米水合氧化錳吸附劑的團聚，從而提高其吸附容量。
[0033]綜上所述，本發明實施例所述的處理方法具有如下優點:
[0034](I)通過硫化的多級沉淀與引入晶種處理，降低了除鉈過程中沉淀反應的鹽效應，提高了硫化沉淀法的除鉈效率，提高了該技術耐高濃度沖擊負荷與持續處理能力。
[0035](2)通過高級氧化處理，改變了廢水中鉈的存在形態，提高了后端深度吸附處理的處理效率。
[0036](3)該方法處理后出水能夠達到相關行業或地方對于外排廢水鉈濃度限值要求或地表水環境質量標準(GB3838-2002)要求，具有鉈等重金屬去除效率高、投資與運行成本相對較低的特點。
[0037](4)該處理方法屬于含重金屬廢水深度處理技術，處理后出水中重金屬濃度低，不僅有利于廢水的處理后回用，而且對于重金屬環境容量低的地區的重金屬污染物總量減排具有重要意義。
[0038]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種含鉈廢水的深度處理方法，其特征在于，所述方法包括: 步驟1、向含鉈廢水中分級投加硫化鈉與硫化鐵晶種，使所述廢水中的高濃度重金屬形成硫化物沉淀，初步降低所述廢水中的重金屬濃度； 步驟2、向硫化沉淀處理之后的廢水中，投加一定量的高級氧化劑，對廢水中的鉈進行氧化處理，改變廢水中鉈的形態； 步驟3、將高級氧化處理之后的廢水輸送至填裝有納米水合氧化錳吸附劑的吸附塔，通過所述納米水合氧化錳吸附劑的強吸附能力，將廢水中殘留的微量重金屬進一步深度去除。
2.根據權利要求1所述含鉈廢水的深度處理方法，其特征在于，在進行所述步驟I的操作之前，所述方法還包括: 對所述廢水進行水質全分析，獲得所述廢水中的重金屬濃度，計算得到所述廢水中重金屬硫化沉淀所需硫化物的理論投加量。
3.根據權利要求1所述含鉈廢水的深度處理方法，其特征在于，在所述步驟I中: 硫化鈉的投加量為所述廢水中重金屬硫化沉淀所需理論投加量的10?20倍之間，并優選為15倍； 硫化鐵晶種的投加量為所述硫化鈉投加量的I?1.3倍，并優選為1.2倍； 進一步的，在投加硫化納與硫化鐵晶種之后: 攪拌反應時間為1min?30min之間，并優選為15min ； 沉淀反應時間為2h?4h之間，并優選為3h ; 硫化沉淀的底泥部分回流至第一級硫化沉淀反應池，且回流比為2?3:1之間。
4.根據權利要求1所述含鉈廢水的深度處理方法，其特征在于，在所述步驟2中: 所投加的高級氧化劑包括:次氯酸鈉、雙氧水或高錳酸鉀，并優選次氯酸鈉與高錳酸鉀； 且所述高級氧化劑的投加量為硫化物投加量的1.2?1.5倍； 氧化反應的時間為5min?30min之間，并優選為15min。
5.根據權利要求1所述含鉈廢水的深度處理方法，其特征在于，所述納米水合氧化錳吸附劑的制備方法包括: 首先配制含有一水合硫酸錳MnSO4.H2O,乙二胺四乙酸二鈉EDTA-Na2、硝酸HNO3的初始錳溶液，其中所述MnSO4.H2O的濃度為0.5%?2%，所述EDTA-NaJ^濃度為0.1%?0.3%，所述HNO3濃度為2%?4% ; 再向所述初始錳溶液中加入質量濃度為O?40%的陽離子交換樹脂，并浸泡反應I?2h ;其中所述陽離子交換樹脂包括:D001、D402或001型離子交換樹脂； 然后再加入KMnO4溶液，生成所述納米水合氧化錳吸附劑；其中所加入的KMnO 4溶液為所述初始錳溶液中MnSO4.H2O量的I?1.1倍。
6.根據權利要求1或5所述含鉈廢水的深度處理方法，其特征在于， 所述吸附塔的運行濾速為??15m/h。
【專利摘要】本發明公開了一種含鉈廢水的深度處理方法，首先向含鉈廢水中分級投加硫化鈉與硫化鐵晶種，使所述廢水中的高濃度重金屬形成硫化物沉淀，初步降低所述廢水中的重金屬濃度；向硫化沉淀處理之后的廢水中，投加一定量的高級氧化劑，對廢水中的鉈進行氧化處理，改變廢水中鉈的形態；將高級氧化處理之后的廢水輸送至填裝有納米水合氧化錳吸附劑的吸附塔，通過所述納米水合氧化錳吸附劑的強吸附能力，將廢水中殘留的微量重金屬進一步深度去除。該處理方法提高了除鉈效率，以及后端深度吸附處理的處理效率，不僅有利于含鉈廢水的處理后回用，而且對于重金屬環境容量低的地區的重金屬污染物總量減排具有重要意義。
【IPC分類】C02F9-04
【公開號】CN104692561
【申請號】CN201510106618
【發明人】楊曉松, 胡建龍, 邵立南, 鄭曦, 陳國強, 劉峰彪, 劉艷麗, 趙少康
【申請人】北京礦冶研究總院
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月11日