廢水中重金屬污染處理方法

 含重金屬離子廢水對環(huán)境的污染有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn) ： ① 重金屬污染物在自然環(huán)境中不能自行分解為無害物質(zhì)，而只能發(fā)生形態(tài)的改變或在不同相之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，在這些過程中其毒性并未得到根本性的消除，若處置稍有不當(dāng)，重金屬離子會(huì)返溶于水中，重新產(chǎn)生危害，形成“二次污染”； ② 生物體從環(huán)境中攝取重金屬，經(jīng)過食物鏈的生物放大作用，逐漸地在較高級的生物體內(nèi)富集起來； ③ 重金屬進(jìn)入人體后能夠和生理高分子物質(zhì)發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用而使之失去活性，也可能積累在人體中造成慢性中毒，而這種積累性危害有時(shí)需要十多年才顯現(xiàn)出來。

含重金屬污染廢水的處理方法，包括以下步驟：將污染廢水注入重金屬吸附沉淀池中，并采用氫氧化鐵/協(xié)同改性納米纖維素吸附劑作為濾料，對污染廢水進(jìn)行吸附處理;將吸附處理后的污染廢水注入到混凝沉淀池中，并在廢水中加入絮凝劑，將廢水的pH調(diào)節(jié)至7?10，攪拌處理15?20min，靜置沉淀1?4h，然后進(jìn)行固液分離，得到含有重金屬離子的污泥和凈化后的廢水;將吸附有重金屬的氫氧化鐵/協(xié)同改性納米纖維素吸附劑進(jìn)行脫吸附處理，回收重金屬，并將步驟(2)得到的含有重金屬離子的污泥通過濕法或干法冶煉回收重金屬。該方法可以有效除去污染廢水中的重金屬離子，效率高，對水體無二次污染。1.含重金屬污染廢水的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)調(diào)節(jié)含重金屬污染廢水的pH為2-6，然后將其注入重金屬吸附沉淀池中，該重金屬吸附沉淀池和濾池構(gòu)造相同，并采用氫氧化鐵/協(xié)同改性納米纖維素吸附劑作為濾料，對污染廢水進(jìn)行吸附處理;其中，所述氫氧化鐵/協(xié)同改性納米纖維素吸附劑的制備方法為：將氯化鐵、氯化鋁加入到納米纖維素的懸浮液中，常溫下逐滴加入氫氧化鈉溶液混合攪拌進(jìn)行反應(yīng)50-100min，然后用冷凍干燥儀進(jìn)行冷凍干燥處理48h后制得;

(2)將吸附處理后的污染廢水注入到混凝沉淀池中，并在廢水中加入絮凝劑，將廢水的pH調(diào)節(jié)至7-10，攪拌處理15-20min，靜置沉淀1-4h，然后采用臥式轉(zhuǎn)筒離心機(jī)進(jìn)行固液分離，得到含有重金屬離子的污泥和凈化后的廢水;

(3)將吸附有重金屬的氫氧化鐵/協(xié)同改性納米纖維素吸附劑進(jìn)行脫吸附處理，回收重金屬，并將步驟(2)得到的含有重金屬離子的污泥通過濕法或干法冶煉回收重金屬。

2.含重金屬污染廢水的處理方法，其特征在于：步驟(1)中，吸附處理時(shí)，吸附層的高度為0.5-1m，吸附池中水力負(fù)荷為8-12m/h，空床接觸時(shí)間為30-60min。3.如權(quán)利要求1所述的一種含重金屬污染廢水的處理方法，其特征在于：所述氯化鐵、氯化鋁、氫氧化鈉的摩爾比為1:1:(2-8)。

4.含重金屬污染廢水的處理方法，其特征在于：所述納米纖維素的用量為氯化鐵、氯化鋁總重量的30-50%。

5.含重金屬污染廢水的處理方法，其特征在于，所述納米纖維素的制備方法包括以下步驟：

(a)將干燥的竹漿紙粉碎后分散于去離子水中，添加TEMPO試劑和，攪拌混合20-50min，然后加入次氯酸鈉進(jìn)行氧化，調(diào)節(jié)懸浮液的pH至9-11，然后去除多余的TEMPO試劑;

(b)在800-1000W功率下對步驟(a)制得的懸浮液進(jìn)行超聲處理1-2h，然后用蒸餾水稀釋懸浮液至濃度為0.5wt%，后在20000rpm下均質(zhì)處理1-3h，得到納米纖維素。

6.含重金屬污染廢水的處理方法，其特征在于：步驟(a)中，所述懸浮液的固液比為1：(70-90)。

7.含重金屬污染廢水的處理方法，其特征在于：步驟(2)中，所述絮凝劑為聚合氯化鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺的混合物，三者質(zhì)量比為1:1：(0.45-0.8)。

8.一種含重金屬污染廢水的處理方法，其特征在于：步驟(2)中，所述凝劑的添加量為1-2mg/L。

含重金屬污染廢水的處理方法

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及環(huán)境污染治理領(lǐng)域，具體的涉及一種含重金屬污染廢水的處理方法。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，城市污水的大量被排放至環(huán)境中，若不經(jīng)處理就直接排入地面水體，會(huì)使河流、湖泊、土壤受到污染。大量含有重金屬的廢水是水環(huán)境中的主要污染物之一，更是對環(huán)境污染、對人類危害嚴(yán)重的工業(yè)廢水之一，其主要來源于電鍍、冶金、化工、漂洗等工業(yè)廢水。重金屬(如含鎘、萊、鉛、銅等)廢水污染具有持久性、生物富集性、放大性等作用，而且有著顯著的生物毒性，微量的濃度便可產(chǎn)生毒性，因此，如何治理重金屬廢水已經(jīng)受到各界的普遍重視。

目前，用于去除污水中重金屬離子的有效分離工藝有：沉淀、離子交換、電化學(xué)處理、膜技術(shù)、蒸發(fā)凝固、反滲透和電滲析等，但這些技術(shù)的應(yīng)用有時(shí)受工藝和經(jīng)濟(jì)的限制，所以，尋找一種較為廉價(jià)的污水凈化材料，降低污水處理的成本，提高凈化效率已成為環(huán)境保護(hù)中亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容：

提供了一種含重金屬污染廢水的處理方法，該方法可以有效除去污染廢水中的重金屬，采用吸附處理和混凝沉淀相結(jié)合的方式來處理，使用的吸附劑吸附量大，效率高，操作簡單，且吸附劑可以再生回收利用，節(jié)約了成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種含重金屬污染廢水的處理方法，包括以下步驟：

(1)調(diào)節(jié)含重金屬污染廢水的pH為2-6，然后將其注入重金屬吸附沉淀池中，該重金屬吸附沉淀池和濾池構(gòu)造相同，并采用氫氧化鐵/協(xié)同改性納米纖維素吸附劑作為濾料，對污染廢水進(jìn)行吸附處理;

其中，所述氫氧化鐵/協(xié)同改性納米纖維素吸附劑的制備方法為：將氯化鐵、氯化鋁加入到納米纖維素的懸浮液中，常溫下逐滴加入氫氧化鈉溶液混合攪拌進(jìn)行反應(yīng)50-100min，然后用冷凍干燥儀進(jìn)行冷凍干燥處理48h后制得;

(2)將吸附處理后的污染廢水注入到混凝沉淀池中，并在廢水中加入絮凝劑，將廢水的pH調(diào)節(jié)至7-10，攪拌處理15-20min，靜置沉淀1-4h，然后采用臥式轉(zhuǎn)筒離心機(jī)進(jìn)行固液分離，得到含有重金屬離子的污泥和凈化后的廢水;

(3)將吸附有重金屬的氫氧化鐵/協(xié)同改性納米纖維素吸附劑進(jìn)行脫吸附處理，回收重金屬，并將步驟(2)得到的含有重金屬離子的污泥通過濕法或干法冶煉回收重金屬。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(1)中，吸附處理時(shí)，吸附層的高度為0.5-1m，吸附池中水力負(fù)荷為8-12m/h，空床接觸時(shí)間為30-60min。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述氯化鐵、氯化鋁、氫氧化鈉的摩爾比為1:1:(2-8)。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述納米纖維素的用量為氯化鐵、氯化鋁總重量的30-50%。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述納米纖維素的制備方法包括以下步驟：

(a)將干燥的竹漿紙粉碎后分散于去離子水中，添加TEMPO試劑和，攪拌混合20-50min，然后加入次氯酸鈉進(jìn)行氧化，調(diào)節(jié)懸浮液的pH至9-11，然后去除多余的TEMPO試劑;

(b)在800-1000W功率下對步驟(a)制得的懸浮液進(jìn)行超聲處理1-2h，然后用蒸餾水稀釋懸浮液至濃度為0.5wt%，后在20000rpm下均質(zhì)處理1-3h，得到納米纖維素。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(a)中，所述懸浮液的固液比為1：(70-90)。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(2)中，所述絮凝劑為聚合氯化鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺的混合物，三者質(zhì)量比為1:1：(0.45-0.8)。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(2)中，所述絮凝劑的添加量為1-2mg/L。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明采用和氫氧化鐵對納米纖維素進(jìn)行改性，制得的吸附劑對重金屬離子具有很強(qiáng)的吸附，吸附容量達(dá)到32.02mg/g，切可實(shí)現(xiàn)解吸附，重新利用;

本發(fā)明在混凝沉淀處理過程中采用聚合氯化鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺的混合物，并控制三者質(zhì)量比為1:1：(0.45-0.8);其除去重金屬離子效果好，添加量少，節(jié)約了成本;

本發(fā)明可有效除去廢水中的重金屬離子，且對水體無二次污染，操作簡單，成本低。

具體實(shí)施方式：

為了更好的理解本發(fā)明，下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，實(shí)施例只用于解釋本發(fā)明，不會(huì)對本發(fā)明構(gòu)成任何的限定。

實(shí)施例1

一種含重金屬污染廢水的處理方法，包括以下步驟：

(1)調(diào)節(jié)含重金屬污染廢水的pH為2-6，然后將其注入重金屬吸附沉淀池中，該重金屬吸附沉淀池和濾池構(gòu)造相同，并采用氫氧化鐵/協(xié)同改性納米纖維素吸附劑作為濾料，對污染廢水進(jìn)行吸附處理;

其中，吸附處理時(shí)，吸附層的高度為0.5m，吸附池中水力負(fù)荷為8m/h，空床接觸時(shí)間為30mn;

所述氫氧化鐵/協(xié)同改性納米纖維素吸附劑的制備方法為：

(a)將干燥的竹漿紙粉碎后分散于去離子水中，添加TEMPO試劑和，攪拌混合20min，然后加入次氯酸鈉進(jìn)行氧化，調(diào)節(jié)懸浮液的pH至9-11，然后去除多余的TEMPO試劑;所述懸浮液的固液比為1：70;

(b)在800W功率下對步驟(a)制得的懸浮液進(jìn)行超聲處理2h，然后用蒸餾水稀釋懸浮液至濃度為0.5wt%，后在20000rpm下均質(zhì)處理1h，得到納米纖維素;

(c)將氯化鐵、氯化鋁加入到納米纖維素的懸浮液中，常溫下逐滴加入氫氧化鈉溶液混合攪拌進(jìn)行反應(yīng)50min，然后用冷凍干燥儀進(jìn)行冷凍干燥處理48h后制得;所述氯化鐵、氯化鋁、氫氧化鈉的摩爾比為1:1:2;所述納米纖維素的用量為氯化鐵、氯化鋁總重量的30%;

(2)將吸附處理后的污染廢水注入到混凝沉淀池中，并在廢水中加入1mg/L的絮凝劑，將廢水的pH調(diào)節(jié)至7-10，攪拌處理15min，靜置沉淀1h，然后采用臥式轉(zhuǎn)筒離心機(jī)進(jìn)行固液分離，得到含有重金屬離子的污泥和凈化后的廢水;所述絮凝劑為聚合氯化鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺的混合物，三者質(zhì)量比為1:1：0.45;

(3)將吸附有重金屬的氫氧化鐵/協(xié)同改性納米纖維素吸附劑進(jìn)行脫吸附處理，回收重金屬，并將步驟(2)得到的含有重金屬離子的污泥通過濕法或干法冶煉回收重金屬。

實(shí)施例2

一種含重金屬污染廢水的處理方法，包括以下步驟：

(1)調(diào)節(jié)含重金屬污染廢水的pH為2-6，然后將其注入重金屬吸附沉淀池中，該重金屬吸附沉淀池和濾池構(gòu)造相同，并采用氫氧化鐵/協(xié)同改性納米纖維素吸附劑作為濾料，對污染廢水進(jìn)行吸附處理;

其中，吸附處理時(shí)，吸附層的高度為1m，吸附池中水力負(fù)荷為12m/h，空床接觸時(shí)間為60min;

所述氫氧化鐵/協(xié)同改性納米纖維素吸附劑的制備方法為：

(a)將干燥的竹漿紙粉碎后分散于去離子水中，添加TEMPO試劑和，攪拌混合50min，然后加入次氯酸鈉進(jìn)行氧化，調(diào)節(jié)懸浮液的pH至9-11，然后去除多余的TEMPO試劑;所述懸浮液的固液比為1：90;

(b)在1000W功率下對步驟(a)制得的懸浮液進(jìn)行超聲處理2h，然后用蒸餾水稀釋懸浮液至濃度為0.5wt%，后在20000rpm下均質(zhì)處理3h，得到納米纖維素;

(c)將氯化鐵、氯化鋁加入到納米纖維素的懸浮液中，常溫下逐滴加入氫氧化鈉溶液混合攪拌進(jìn)行反應(yīng)100min，然后用冷凍干燥儀進(jìn)行冷凍干燥處理48h后制得;所述氯化鐵、氯化鋁、氫氧化鈉的摩爾比為1:1:8;所述納米纖維素的用量為氯化鐵、氯化鋁總重量的50%;

(2)將吸附處理后的污染廢水注入到混凝沉淀池中，并在廢水中加入2mg/L的絮凝劑，將廢水的pH調(diào)節(jié)至7-10，攪拌處理20min，靜置沉淀4h，然后采用臥式轉(zhuǎn)筒離心機(jī)進(jìn)行固液分離，得到含有重金屬離子的污泥和凈化后的廢水;所述絮凝劑為聚合氯化鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺的混合物，三者質(zhì)量比為1:1：0.8;

(3)將吸附有重金屬的氫氧化鐵/協(xié)同改性納米纖維素吸附劑進(jìn)行脫吸附處理，回收重金屬，并將步驟(2)得到的含有重金屬離子的污泥通過濕法或干法冶煉回收重金屬。

實(shí)施例3

一種含重金屬污染廢水的處理方法，包括以下步驟：

(1)調(diào)節(jié)含重金屬污染廢水的pH為2-6，然后將其注入重金屬吸附沉淀池中，該重金屬吸附沉淀池和濾池構(gòu)造相同，并采用氫氧化鐵/協(xié)同改性納米纖維素吸附劑作為濾料，對污染廢水進(jìn)行吸附處理;

其中，吸附處理時(shí)，吸附層的高度為0.6m，吸附池中水力負(fù)荷為9m/h，空床接觸時(shí)間為40min;

所述氫氧化鐵/協(xié)同改性納米纖維素吸附劑的制備方法為：

(a)將干燥的竹漿紙粉碎后分散于去離子水中，添加TEMPO試劑和，攪拌混合30min，然后加入次氯酸鈉進(jìn)行氧化，調(diào)節(jié)懸浮液的pH至9-11，然后去除多余的TEMPO試劑;所述懸浮液的固液比為1：75;

(b)在850W功率下對步驟(a)制得的懸浮液進(jìn)行超聲處理1.3h，然后用蒸餾水稀釋懸浮液至濃度為0.5wt%，后在20000rpm下均質(zhì)處理1.5h，得到納米纖維素;

(c)將氯化鐵、氯化鋁加入到納米纖維素的懸浮液中，常溫下逐滴加入氫氧化鈉溶液混合攪拌進(jìn)行反應(yīng)60min，然后用冷凍干燥儀進(jìn)行冷凍干燥處理48h后制得;所述氯化鐵、氯化鋁、氫氧化鈉的摩爾比為1:1:4;所述納米纖維素的用量為氯化鐵、氯化鋁總重量的35%;

(2)將吸附處理后的污染廢水注入到混凝沉淀池中，并在廢水中加入1.2mg/L的絮凝劑，將廢水的pH調(diào)節(jié)至7-10，攪拌處理15min，靜置沉淀2h，然后采用臥式轉(zhuǎn)筒離心機(jī)進(jìn)行固液分離，得到含有重金屬離子的污泥和凈化后的廢水;所述絮凝劑為聚合氯化鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺的混合物，三者質(zhì)量比為1:1：0.56;

(3)將吸附有重金屬的氫氧化鐵/協(xié)同改性納米纖維素吸附劑進(jìn)行脫吸附處理，回收重金屬，并將步驟(2)得到的含有重金屬離子的污泥通過濕法或干法冶煉回收重金屬。

實(shí)施例4

一種含重金屬污染廢水的處理方法，包括以下步驟：

(1)調(diào)節(jié)含重金屬污染廢水的pH為2-6，然后將其注入重金屬吸附沉淀池中，該重金屬吸附沉淀池和濾池構(gòu)造相同，并采用氫氧化鐵/協(xié)同改性納米纖維素吸附劑作為濾料，對污染廢水進(jìn)行吸附處理;

其中，吸附處理時(shí)，吸附層的高度為0.7m，吸附池中水力負(fù)荷為10m/h，空床接觸時(shí)間為45min;

所述氫氧化鐵/協(xié)同改性納米纖維素吸附劑的制備方法為：

(a)將干燥的竹漿紙粉碎后分散于去離子水中，添加TEMPO試劑和，攪拌混合40min，然后加入次氯酸鈉進(jìn)行氧化，調(diào)節(jié)懸浮液的pH至9-11，然后去除多余的TEMPO試劑;所述懸浮液的固液比為1：80;

(b)在900W功率下對步驟(a)制得的懸浮液進(jìn)行超聲處理1.6h，然后用蒸餾水稀釋懸浮液至濃度為0.5wt%，后在20000rpm下均質(zhì)處理2h，得到納米纖維素;

(c)將氯化鐵、氯化鋁加入到納米纖維素的懸浮液中，常溫下逐滴加入氫氧化鈉溶液混合攪拌進(jìn)行反應(yīng)70min，然后用冷凍干燥儀進(jìn)行冷凍干燥處理48h后制得;所述氯化鐵、氯化鋁、氫氧化鈉的摩爾比為1:1:6;所述納米纖維素的用量為氯化鐵、氯化鋁總重量的40%;

(2)將吸附處理后的污染廢水注入到混凝沉淀池中，并在廢水中加入1.6mg/L的絮凝劑，將廢水的pH調(diào)節(jié)至7-10，攪拌處理20min，靜置沉淀3h，然后采用臥式轉(zhuǎn)筒離心機(jī)進(jìn)行固液分離，得到含有重金屬離子的污泥和凈化后的廢水;所述絮凝劑為聚合氯化鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺的混合物，三者質(zhì)量比為1:1：0.65;

(3)將吸附有重金屬的氫氧化鐵/協(xié)同改性納米纖維素吸附劑進(jìn)行脫吸附處理，回收重金屬，并將步驟(2)得到的含有重金屬離子的污泥通過濕法或干法冶煉回收重金屬。

實(shí)施例5

一種含重金屬污染廢水的處理方法，包括以下步驟：

(1)調(diào)節(jié)含重金屬污染廢水的pH為2-6，然后將其注入重金屬吸附沉淀池中，該重金屬吸附沉淀池和濾池構(gòu)造相同，并采用氫氧化鐵/協(xié)同改性納米纖維素吸附劑作為濾料，對污染廢水進(jìn)行吸附處理;

其中，吸附處理時(shí)，吸附層的高度為0.8m，吸附池中水力負(fù)荷為11m/h，空床接觸時(shí)間為50min;

所述氫氧化鐵/協(xié)同改性納米纖維素吸附劑的制備方法為：

(a)將干燥的竹漿紙粉碎后分散于去離子水中，添加TEMPO試劑和，攪拌混合40min，然后加入次氯酸鈉進(jìn)行氧化，調(diào)節(jié)懸浮液的pH至9-11，然后去除多余的TEMPO試劑;所述懸浮液的固液比為1：85;

(b)在950W功率下對步驟(a)制得的懸浮液進(jìn)行超聲處理1.6h，然后用蒸餾水稀釋懸浮液至濃度為0.5wt%，后在20000rpm下均質(zhì)處理2.5h，得到納米纖維素;

(c)將氯化鐵、氯化鋁加入到納米纖維素的懸浮液中，常溫下逐滴加入氫氧化鈉溶液混合攪拌進(jìn)行反應(yīng)80min，然后用冷凍干燥儀進(jìn)行冷凍干燥處理48h后制得;所述氯化鐵、氯化鋁、氫氧化鈉的摩爾比為1:1:7;所述納米纖維素的用量為氯化鐵、氯化鋁總重量的45%;

(2)將吸附處理后的污染廢水注入到混凝沉淀池中，并在廢水中加入1.6mg/L的絮凝劑，將廢水的pH調(diào)節(jié)至7-10，攪拌處理20min，靜置沉淀3.5h，然后采用臥式轉(zhuǎn)筒離心機(jī)進(jìn)行固液分離，得到含有重金屬離子的污泥和凈化后的廢水;所述絮凝劑為聚合氯化鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺的混合物，三者質(zhì)量比為1:1：0.7;

(3)將吸附有重金屬的氫氧化鐵/協(xié)同改性納米纖維素吸附劑進(jìn)行脫吸附處理，回收重金屬，并將步驟(2)得到的含有重金屬離子的污泥通過濕法或干法冶煉回收重金屬。