专利名称：一种含重金属及砷的废水净化方法
技术领域：
本发明涉及ー种含重金属及砷的废水净化方法。属于废水净化技术领域。
背景技术：
冶金及化工行业过程会产生大量的含钒、铬、锰、钴、镍、锑、铋、铜、锌、镉、铅、锡等重金属及砷等有害元素的废水。目前含重金属废水的浄化方法较多，其中包括中和水解法、硫化物沉淀法、难溶氯化物沉淀法、氧化-还原化学法、微生物法等。中和水解法虽然操作简单，但净化效果往往不够理想，因为不同的金属离子的水解pH不同，且同一种金属不同价态的离子，在同一 PH条件下的存在形式也不同。尽管重金属硫化物及砷的硫化物在水中的溶解度都很小，但在浓度较低的重金属废水中加入硫化剂，金属硫化物的析出也不完全。因此，对于成分复杂的含重金属废水往往要采用多种净化方法组合进行治理，才能达标排放，从而使得废水净化工艺复杂，废水处理成本高
发明内容
本发明的目的在于提供ー种操作简便，能有效去废水中的重金属及砷等有害元素，エ艺简単，处理成本低的含重金属及砷的废水浄化方法。本发明ー种含重金属及砷的废水浄化方法，是采用下述方案实现的在含重金属废水中加入硫酸或可溶性的硫酸盐，使溶液中的SO42-浓度达到5 150g/L，再按废水中高价锰、铬、钒还原成Mn2+、Cr3+、V4+或V3+化学反应计量总数的I飞倍加入还原剂，(T80°C搅拌0. f3h，然后搅拌加入碳酸钙预调溶液的pH值至3. 5^5. 5，最后加氧化钙或氢氧化钙中和，使溶液的PH值升至7 12，促使溶液中的重金属及砷沉淀析出，过滤后滤液达标排放或回用，滤渣回收处理。本发明ー种含重金属及砷的废水净化方法，所述的重金属包括V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Hg、Tl、Sn、Pb、Sb、Bi 中的至少ー种。本发明ー种含重金属及砷的废水净化方法，所述硫酸盐选自K2S04、KHSO4, Na2SO4,NaHSO4, (NH4) 2S04、NH4HSO4, Fe2 (SO4) 3、FeSO4, MgSO4 中的ー种。本发明ー种含重金属及砷的废水浄化方法，所述还原剂选自鉄粉、锌粉、铝粉、硫代硫酸钠、亚硫酸钠、ニ氧化硫、硫酸亚铁、氯化亚铁、硫化氢、硫化钠中的ー种。本发明ー种含重金属及砷的废水浄化方法，所述预调溶液pH值至3. 5^5. 5是在(T60°C的温度下搅拌0. 5 5h完成。本发明ー种含重金属及砷的废水净化方法，所述加氧化钙或氢氧化钙中和，反应温度(T80°C，搅拌时间0. 5 3. 5h。本发明与已有的技术相比具有以下优点及效果本发明由于采用上述エ艺方法，在含重金属及砷的废水中加入硫酸或可溶性的硫酸盐，确保溶液中含有一定量的硫酸根，从而在溶液预调PH值及中和过程形成对重金属及砷的沉淀物具有吸附性且易于过滤的石膏；加还原剂，使溶液中高价的锰、铬、钒阴离子还原成Mn(II)、Cr (III)、V(IV)或V(III)的低价阳离子；利用沉淀净化技术，以碳酸根或碳酸氢根为重金属阳离子的沉淀剂，以石膏为砷和重金属沉淀的诱导剂及沉淀物的吸附剂，使溶液中的重金属在PH值为7 12的条件下，以碳酸盐或碱式碳酸盐的形式沉淀析出，神则以砷酸盐或亚砷酸盐的形式沉淀析出。在该pH条件下，大多数重金属的碳酸盐或碱式碳酸盐的溶解度较其氢氧化物的溶解度小得多，沉淀更彻底。加入碳酸钙预调溶液PH值至3. 5^5. 5，促使碳酸根或碳酸氢根离子进入溶液，以便在石灰中和过程形成大量的石膏、碳酸盐及碱式碳酸盐，从而吸附和包裹砷和重金属沉淀物。石膏、碳酸盐及碱式碳酸盐的形成，极大地改善了沉淀法净化废水的液固分离性能。过滤得到的含重金属及砷的石膏渣性能稳定，便于堆存和保管。通过本发明エ艺的整体重新设计，各个步骤间的相互配合，因而可有效去除含重金属废水中的重金属和砷等有害元素，也符合我国节能减排、环境保护技术改造的发展趋势。
具体实施例方式下面结合实施例，对本发明作进ー步描述，以下实施例g在说明本发明而不是对本发明的进ー步限定。实施例I 冶炼企业生产的酸性废水10m3，其包含的重金属元素及含量见表1，先加入硫酸铁使废水中S042_浓度升至8. 6g/L，再按溶液中的高价铬还原成Cr3+化学反应计量数的I. I倍加入还原剂亚硫酸钠，室温搅拌10分钟，然后加入石灰石，10°C搅拌5小时，预调溶液pH值至3. 8，再搅拌加入石灰乳，室温搅拌I小时，控制溶液pH值为8. 7，使溶液中的重金属及神等有害元素沉淀析出，过滤得滤液和滤渣；滤液达标排放，滤渣用于冶炼炉配料。酸性废水浄化结果见表I :表I酸性废水净化结果
权利要求
1.一种含重金属及砷的废水净化方法，其特征在于 在含重金属的废水中加入硫酸或可溶性的硫酸盐，使溶液中的SO广浓度达到5 150g/L,再按废水中高价锰、铬、钒还原成Mn2+、Cr3+、V4+或V3+化学反应计量总数的I飞倍加入还原剂，(T80°C搅拌O. f3h，然后搅拌加入碳酸钙预调溶液的pH值至3. 5^5. 5，最后加氧化钙或氢氧化钙中和，使溶液的PH值升至7 12，促使溶液中的重金属及砷沉淀析出，过滤后滤液达标排放或回用，滤渣回收处理。
2.根据权利要求I所述的一种含重金属及砷的废水净化方法，其特征在于所述的重金属包括 V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Hg、Tl、Sn、Pb、Sb、Bi 中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种含重金属及砷的废水净化方法，其特征在于所述硫酸盐选自 K2S04、KHS04、Na2SO4'NaHS04、(NH4) 2S04、NH4HSO4'Fe2 (SO4) 3、FeS04、MgSO4 中的一种。
4.根据权利要求3所述的一种含重金属及砷的废水净化方法，其特征在于所述还原剂选自铁粉、锌粉、铝粉、硫代硫酸钠、亚硫酸钠、二氧化硫、硫酸亚铁、氯化亚铁、硫化氢、硫化钠中的一种。
5.根据权利要求4所述的一种含重金属及砷的废水净化方法，其特征在于所述预调溶液PH值至3. 5 5. 5是在(T60°C的温度下搅拌O. 5 5h完成。
6.根据权利要求5所述的一种含重金属及砷的废水净化方法，其特征在于所述加氧化钙或氢氧化钙中和，反应温度(T80°C，搅拌时间O. 5 3. 5h。
全文摘要
一种含重金属及砷的废水净化方法，工艺过程主要包括先在废水中加入硫酸或可溶性的硫酸盐补充硫酸根离子，再加入还原剂还原废水中高价的锰、铬、钒等，然后加入碳酸钙预调溶液pH值，最后加入石灰中和，使废水中的重金属及砷等有害元素沉淀析出，并包裹在石膏渣中，过滤滤液达标排放或回用，滤渣回收处理，具有工艺简单，净化效果好，处理成本低，环境友好等优点。
文档编号C02F101/20GK102765831SQ20121026020
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月25日 优先权日2012年7月25日
发明者王学文, 王明玉 申请人:中南大学