申请日2014.06.13
公开(公告)日2014.10.22
IPC分类号C02F101/20; C02F9/08
摘要
本发明公开了一种处理重金属络合废水的组合工艺，属于废水处理领域。一种处理重金属络合废水的组合工艺，其步骤为：(1)向含有目标重金属的络合废水中加入三价铁盐，使三价铁盐和目标重金属发生置换反应，释放目标离子;(2)将置换后的废水进行紫外光照处理以破坏废水中的络合物;(3)调节废水的pH值使目标重金属与铁沉淀，之后通过固液分离完成废水的处理过程。本发明的一种处理重金属络合废水的组合工艺，主要针对络合剂中的羧基进行破坏，因此具有一定的选择性;相比较现有技术中利用羟基自由基降解有机物的方法，更具有选择性，当络合结构在总有机物中所占比例不高时，也能保持较高的利用率。
摘要附图
权利要求书
1.一种处理重金属络合废水的组合工艺，其步骤为：
(1)向含有目标重金属的络合废水中加入三价铁盐，使三价铁盐和目标重金属发生置换 反应，释放目标离子;
(2)将置换后的废水进行紫外光照处理以破坏废水中的络合物;
(3)调节废水的pH值使目标重金属与铁沉淀，之后通过固液分离完成废水的处理过程。
2.根据权利要求1所述一种处理重金属络合废水的组合工艺，其特征在于，所述的目标 重金属为铜、铬、镍、镉或铅。
3.根据权利要求1或2所述一种处理重金属络合废水的组合工艺，其特征在于，所述的 三价铁盐为可溶性盐，所述的可溶性盐为硫酸铁、氯化铁、硝酸铁或高氯酸铁。
4.根据权利要求1所述一种处理重金属络合废水的组合工艺，其特征在于，所述的步骤 (2)，废水中络合剂的种类为酒石酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、山梨酸或氨三乙酸， 浓度不大于3mM。
5.根据权利要求1或2所述一种处理重金属络合废水的组合工艺，其特征在于，所述的 步骤(1)中，置换反应的时间为5～180min。
6.根据权利要求1或4所述一种处理重金属络合废水的组合工艺，其特征在于，所述的 步骤(2)中，紫外光照处理的时间为5～240min。
7.根据权利要求1或4所述一种处理重金属络合废水的组合工艺，其特征在于，所述的 步骤(3)中，pH值为8.5～14。
8.根据权利要求1或4所述一种处理重金属络合废水的组合工艺，其特征在于，所述的 步骤(3)中，通过投加氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钙或氧化镁来调节废水的pH。
说明书
一种处理重金属络合废水的组合工艺
技术领域
本发明属于废水处理领域，更具体地说，涉及一种处理重金属络合废水的组合工艺。
背景技术
电镀、印刷电路板等行业的快速发展产生了大量重金属废水，这些行业生产工序往往会使用种类繁多的添加剂、络合剂如EDTA、NTA、酒石酸等，使得相当部分重金属以络合态的形式存在，这极大地增加了废水处理的难度;而制革、矿业等行业排放的重金属废水也有相当部分以络合态存在。常用重金属废水处理技术如化学沉淀法、吸附法和微电解法等对于重金属络合废水的处理，无论在技术上还是经济上均存在相当大的挑战。
中国申请号201110272227.8，申请日为2011年9月15日，发明创造名称为：一种强稳定性络合重金属废水的处理方法，该申请案涉及一种重金属废水的处理方法，它包括两个步骤：首先，向废水中投加零价铁和过氧化氢，使其将络合态重金属分解为游离态的重金属，有机络合剂降解为小分子物质;然后向废水中加入氢氧化物沉淀剂,重金属离子生成沉淀而被去除。但该方法在废水中有机物含量较高的情况下效果不佳，同时零价铁的稳定性不好，运输和储存的成本较高，不利于实际应用和大规模推广。
当重金属废水中含有强络合剂如乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸、酒石酸时，由于络合剂能与重金属形成稳定的络合物，使常规的化学沉淀剂难与络合剂发生竞争，因而不能将溶解态重金属去除。络合重金属废水中不但含有重金属离子，而且还有大量的有机污染物，使废水具有较高的TOC及COD值。近十多年以来，寻求安全和经济的络合重金属废水处理方法一直是污染控制领域研究的热点和难点问题。基于上述情况，为了满足日益严格的环保要求，本发明提出一种处理重金属络合废水的组合工艺。
一般而言，铁与常用络合剂(如乙二胺二乙酸、柠檬酸、酒石酸等)的稳定常数通常比其它常见重金属离子(如Cu2+、Zn2+、Cr3+等)高几个数量级，易从其它金属络合物中置换出重金属离子。另外，羧基-铁结构通常具有较高的光量子产率，光照时可发生配体到金属的电子转移(LMCT)，通过与Fe(III)的进一步反应，羧基被完全破坏，最终实现破络和去除重金属的目的，基于“Fe(III)置换-光解-沉淀”的思路，本文提出了一种处理重金属络合废水的组合工艺。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
针对现有技术中存在的当络合剂存在时传统方法处理效果较差，而新工艺又难以兼顾经济性和环境友好性等问题，本发明提供了一种处理重金属络合废水的组合工艺。该组合工艺可以对多种重金属络合废水实现相对经济、有效的处理。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种处理重金属络合废水的组合工艺，其步骤为：
(1)向含有目标重金属的络合废水中加入三价铁盐，使三价铁盐和目标重金属发生置换反应，释放目标离子;
(2)将置换后的废水进行紫外光照处理以破坏废水中的络合物;
(3)调节废水的pH值使目标重金属与铁沉淀，之后通过固液分离完成废水的处理过程。
优选地，所述的目标重金属为铜、铬、镍、镉或铅。
优选地，所述的三价铁盐为可溶性盐，所述的可溶性盐为硫酸铁、氯化铁、硝酸铁或高氯酸铁。
优选地，所述的步骤(2)，废水中络合剂的种类为酒石酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、山梨酸或氨三乙酸，浓度不大于3mM。
优选地，所述的步骤(1)中，置换反应的时间为5～180min。
优选地，所述的步骤(2)中，紫外光照处理的时间为5～240min。
优选地，所述的步骤(3)中，pH值为8.5～14。
优选地，所述的步骤(3)中，通过投加氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钙或氧化镁来调节废水的pH。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种处理重金属络合废水的组合工艺，使用了三价铁盐，较之现有技术相比，本工艺中加入三价铁的目的是与目标重金属发生置换反应，而现有技术中加入零价铁、亚铁盐或铁盐的目的多为参与芬顿/类芬顿反应或直接还原目标物质;
(2)本发明的一种处理重金属络合废水的组合工艺，将置换后的废水进行紫外光照处理以破坏废水中的络合物，主要利用羧基-铁结构易光解的特性实现紫外光照脱羧，而现有技术中的TiO2光解法、光-电化学法、光-芬顿法等主要通过产生强氧化性的羟基自由基降解有机物，相比现有技术，本方案的紫外光照处理的利用率高，可有效去除水中络合态重金属污染物，达到排放标准;
(3)本发明的一种处理重金属络合废水的组合工艺，主要针对络合剂中的羧基进行破坏， 因此具有一定的选择性;相比较现有技术中利用羟基自由基降解有机物的方法，更具有选择性，当络合结构在总有机物中所占比例不高时，也能保持较高的利用率;
(4)本发明的一种处理重金属络合废水的组合工艺，较之现有技术相比，可在一定程度上破坏废水中的有机物及其降解产物，从而降低TOC及COD值;
(5)本发明的一种处理重金属络合废水的组合工艺，较之现有技术相比，在破络的同时避免加入大量的双氧水，在节约成本的同时，还具有环境友好的特点。