公布日：2022.07.22
申請日：2022.05.16
分類(lèi)號：C02F9/08(2006.01)I;C02F101/20(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種含重金屬鉈的污水凈化處理方法，包括：用氫氧化鈉將污水pH值調節到11‑12，然后根據待處理污水中鉈離子含量加入適量的硫化鈉使污水中的一價(jià)鉈離子成硫化亞鉈沉淀。過(guò)濾后對濾液通入臭氧進(jìn)行氧化，產(chǎn)生氫氧化鐵和氫氧化鉈沉淀。再次過(guò)濾，對濾液進(jìn)行光催化氧化，產(chǎn)生水不溶物氫氧化鉈沉淀，最后過(guò)濾得到合格的清濾液。所述清濾液中鐵離子含量小于0.0005mg/L，重金屬鉈離子含量小于0.0001mg/L,最后將此清濾液送往濃縮結晶器進(jìn)行濃縮結晶，得到符合國家標準的高品質(zhì)無(wú)機鹽產(chǎn)品。
權利要求書(shū)
1.一種含重金屬鉈的污水凈化處理方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟S1、用氫氧化鈉對待處理污水進(jìn)行pH值調節，調節pH值至11-12；步驟S2、用硫化鈉使經(jīng)步驟S1處理后的污水中的一價(jià)鉈離子生成難溶于水的硫化亞鉈沉淀，其中硫化鈉的用量與待處理污水中的一價(jià)鉈離子的含量匹配；步驟S3、用板框壓濾機將經(jīng)步驟S2處理后的污水中的水不溶物濾掉。
2.根據權利要求1所述的污水凈化處理方法，其特征在于，還包括以下步驟：步驟S4、在經(jīng)步驟S3處理過(guò)的污水中通入臭氧，生成氫氧化鐵和氫氧化鉈沉淀；步驟S5、通過(guò)過(guò)濾去除經(jīng)步驟S4處理過(guò)的污水中的氫氧化鐵和氫氧化鉈沉淀物。
3.根據權利要求2所述的污水凈化處理方法，其特征在于，還包括以下步驟：步驟S6、將經(jīng)步驟S5得到的濾液進(jìn)行光催化氧化，將濾液中未被氧化的一價(jià)鉈離子氧化成三價(jià)鉈離子，并產(chǎn)生水不溶物氫氧化鉈沉淀；步驟S7、用超濾膜將經(jīng)步驟S6處理過(guò)的污水中的氫氧化鉈濾掉，得到合格的清濾液。
4.根據權利要求1所述的污水凈化處理方法，其特征在于，所述步驟S1中氫氧化鈉質(zhì)量濃度為10％。
5.根據權利要求1所述的污水凈化處理方法，其特征在于，所述步驟S2中硫化鈉質(zhì)量濃度為25％。
6.根據權利要求1所述的污水凈化處理方法，其特征在于，步驟S2中硫化鈉與一價(jià)鉈離子生成硫化亞鉈沉淀的反應條件為：常溫常壓下，攪拌反應時(shí)間為30-60min。
7.根據權利要求2所述的污水凈化處理方法，其特征在于，在步驟S4中，臭氧通入量為5-8g/m3污水。
8.根據權利要求2所述的污水凈化處理方法，其特征在于，，在步驟S4中，在常溫常壓下，臭氧通入時(shí)間4-5小時(shí)。
9.根據權利要求3所述的污水凈化處理方法，其特征在于，在步驟S6中，光催化選用的光的波長(cháng)為254nm。10.根據權利要求3所述的的污水凈化處理方法，其特征在于，在步驟S6中，光催化氧化時(shí)間為1.5-2小時(shí)。
發(fā)明內容
為了解決現有技術(shù)中處理含鉈污水效果不理想，需要使用過(guò)量硫化鈉的問(wèn)題，本發(fā)明提供的一種含重金屬鉈的污水凈化處理方法，包括以下步驟：
步驟S1、用氫氧化鈉對待處理污水進(jìn)行pH值調節，調節pH值至10-12；
步驟S2、用硫化鈉使經(jīng)步驟S1處理后的污水中的一價(jià)鉈離子生成難溶于水的硫化亞鉈沉淀，其中硫化鈉的用量與待處理污水中的一價(jià)鉈離子的含量匹配；
步驟S3、用板框壓濾機將經(jīng)步驟S2處理后的污水中的水不溶物濾掉。
進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的一種含重金屬鉈的污水凈化處理方法，還包括以下步驟：
步驟S4、在經(jīng)步驟S3處理過(guò)的污水中通入臭氧，生成氫氧化鐵和氫氧化鉈沉淀；
步驟S5、通過(guò)過(guò)濾去除經(jīng)步驟S4處理過(guò)的污水中的氫氧化鐵和氫氧化鉈沉淀物。
臭氧在堿性條件下與水中羥基會(huì )生成羥基自由基，將二價(jià)鐵離子氧化成三價(jià)鐵離子，同時(shí)還可以進(jìn)一步氧化污水中的大部分一價(jià)鉈離子，將其氧化成三價(jià)鉈離子，生成氫氧化鐵和氫氧化鉈沉淀。
進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的一種含重金屬鉈的污水凈化處理方法，還包括以下步驟：
步驟S6、將經(jīng)步驟S5得到的濾液進(jìn)行光催化氧化，將濾液中未被氧化的一價(jià)鉈離子氧化成三價(jià)鉈離子，并產(chǎn)生水不溶物氫氧化鉈沉淀；
步驟S7、用超濾膜將經(jīng)步驟S6處理過(guò)的污水中的氫氧化鉈濾掉，得到合格的清濾液。
鋼鐵廠(chǎng)、冶煉廠(chǎng)和其他有色金屬等行業(yè)應用含鹽量高且又含有重金屬鉈的廢渣和飛灰等為原料，進(jìn)行深加工生產(chǎn)硫酸鋅和氧化鋅等新材料，這類(lèi)企業(yè)的生產(chǎn)污水中含鹽量達到20％以上，其中，重金屬鉈含量達到45mg/L以上，且同時(shí)還含有鐵離子等雜質(zhì)等。經(jīng)本發(fā)明提供的含重金屬鉈的污水凈化處理方法處理后的污水經(jīng)過(guò)濃縮結晶干燥后，所得氯化鈉和氯化鉀等無(wú)機鹽產(chǎn)品質(zhì)量分別達到國標GB/T5461-2016和GB25585-2010標準的質(zhì)量要求。
本發(fā)明的技術(shù)方案能產(chǎn)生以下技術(shù)效果：
經(jīng)本發(fā)明提供的含重金屬鉈的污水凈化處理方法的步驟S1-步驟S3處理后，污水中鉈離子含量小于1mg/L，其他水不溶物小于5mg/L；經(jīng)過(guò)步驟S5處理后，污水中的鐵離子含量小于0.0005mg/L，同時(shí)去除其中的大部分鉈離子，使污水中的鉈離子含量小于0.01mg/L；經(jīng)過(guò)步驟S7處理后，污水中的鉈離子含量小于0.0001mg/L，回收的產(chǎn)品氯化鈉和氯化鉀等無(wú)機鹽產(chǎn)品質(zhì)量分別達到國標GB/T5461-2016和GB25585-2010標準的質(zhì)量要求。
相比于現有技術(shù)，本發(fā)明提供的含重金屬鉈的污水凈化處理方法在含鉈污水凈化處理過(guò)程中，針對硫化亞鉈在堿性條件下難溶于水的特點(diǎn)，第一步先選擇氫氧化鈉和適量的硫化鈉處理，通過(guò)這一步可以將大部分鉈離子轉化成硫化亞鉈沉淀濾掉，同時(shí)避免傳統處理方法需要加入過(guò)量的硫化鈉、聚氯化鋁和聚丙烯酰胺等造成的沉渣難脫水和化學(xué)藥劑產(chǎn)生二次污染的問(wèn)題，通過(guò)壓濾還可以去除水中的其他水不溶物，提高后續臭氧的氧化效率，降低臭氧用量。在一些利用廢渣深度加工生產(chǎn)硫酸鋅的廢水中，避免不了會(huì )含有影響無(wú)機鹽副產(chǎn)品質(zhì)量的鐵離子，而且這種鐵離子大都為二價(jià)鐵離子，通過(guò)加入無(wú)機混凝劑和絮凝劑處理的辦法，很難去除，需要將二價(jià)鐵離子轉化為三價(jià)鐵離子，本發(fā)明利用污水處理時(shí)硫化亞鉈沉淀必需在堿性條件下沉淀的要求，在污水中通入臭氧，利用臭氧在堿性條件下產(chǎn)生氧化能力很強的羥基自由基的特點(diǎn)，將二價(jià)鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子，并生成氫氧化鐵，當水pH值大于4時(shí)，氫氧化鐵就會(huì )產(chǎn)生沉淀，所以這一步處理過(guò)程中，雖然臭氧氧化消耗了部分水中的羥基，但只要控制污水pH值不低于8，三價(jià)鐵離子大部分都以氫氧化鐵的形式沉淀下來(lái)，從而使鐵離子得到去除，同時(shí)羥基自由基還可以將污水中的一價(jià)鉈離子氧化成三價(jià)鉈離子，并生成氫氧化鉈沉淀，氫氧化鉈不溶于水，因此污水中的鉈離子大部分也得到去除；研究發(fā)現，經(jīng)過(guò)上述步驟處理，污水中仍會(huì )有少量的一價(jià)鉈離子，為了保證污水中的鉈離子含量，本發(fā)明設置光催化臭氧氧化這一步，臭氧在紫外光催化作用下，氧化能力更強，在1-2個(gè)小時(shí)的時(shí)間內，可以將污水中的鉈含量降低到0.0001mg/L以下，同時(shí)鐵離子含量也低于0.0005mg/L。
綜上所述，本發(fā)明使含鹽量高的含鉈污水凈化處理工藝更合理，鉈離子分次處理，不但化學(xué)品和臭氧用量少，處理成本也很低，處理1m3污水，用電量只需要6-8度電，臭氧量只需要5-8g，硫化鈉用量則可以根據污水中鉈離子含量來(lái)控制，不需要過(guò)量加入，也不需要加入其他無(wú)機混凝劑和聚丙烯酰胺，因此避免了加聚丙烯酰胺絮凝劑后沉淀物難脫水的問(wèn)題，目前，許多采用硫化絮凝法處理的企業(yè)，沉渣壓濾后含水率達到90％，此濾渣為危險廢物，需要特殊處理，處理成本很高，本技術(shù)沉渣壓濾后含水率達到50％以下，而且全部是無(wú)機物，濾餅量很少，而且濾餅經(jīng)過(guò)風(fēng)干很快含水率達到40％以下，加入的氫氧化鈉不但可以保證硫化亞鉈在堿性條件下沉降，還可以為第二步處理的臭氧提供羥基。本發(fā)明不受原料和生產(chǎn)規模的限制，特別適合于工業(yè)化大規模的生產(chǎn)裝置。
（發(fā)明人：陳藝;何瑤瑤;何韻淋;賀杰;晏永祥）
