申请日2014.06.12
公开(公告)日2014.09.03
IPC分类号C02F1/62; C02F1/28
摘要
本发明是一种含锌废水的处理方法，具体涉及铝酸三钙在废水中锌离子去除方面的应用，属于环境保护中废水处理领域。将一定量的铝酸三钙铝投入Zn(NO3)2溶液中进行锌离子的去除，结果表明酸三钙对锌离子的最大吸附量为13.73mmol/g，且在2小时左右达到吸附饱和，吸附量大，去除效果好。铝酸三钙吸附锌离子后得到的固体产物又可投加到有机或无机阴离子废水中继续使用，吸附废水中的有机或无机阴离子污染物。本发明具有快速、高效、吸附量大、选择性高等优点，工艺简单，操作方便，既迅速富集了重金属离子，又可循环利用吸附产物，从而“以废治废”实现污染物的高附加值资源化。
摘要附图
权利要求书
1.一种含锌废水的处理方法，其特征是将一定量铝酸三钙投入到含锌废水中，迅速振荡，使铝酸三钙充分溶解并分布均匀。
2.根据权利1所述的一种含锌废水的处理方法，其特征是铝酸三钙投加量为1g/L。
3.根据权利1所述的一种含锌废水的处理方法，其特征是在25℃的恒温水浴振荡器中振荡16小时。
说明书
一种含锌废水的处理方法
技术领域
本发明是一种含锌废水的处理方法，具体涉及铝酸三钙在废水中锌离子去除方面的应用，属于环境保护中废水处理领域。
背景技术
锌厂及其他行业例如电镀厂、印染厂、养猪场等都会排放大量的锌。尽管锌是人体必需的微量元素也是动植物生长中不可缺少的微量元素但是大量的锌则会对生物产生毒性，例如过敏、肌肉酸痛、呼吸困难、全身乏力、肠胃疾病、肺病、生长迟缓甚至致癌。另外，含锌废水污染具有毒效长期持续、生物不可降解等特点，且可通过食物链作用进入生物体并累积，从而导致各种疾病和机能紊乱。重金属废水已经成为对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一，因此探寻一种能有效去除废水中锌的方法势在必行。
治理重金属污染废水的方法包括物理的、化学的和生物的等各种方法。常见的有化学沉淀法、电解法、离子交换法、膜分离技术、活性炭吸附技术等。化学沉淀法操作相对简单、成本低，但是会产生大量污泥，并且对于高浓度的重金属废水处理效果较差。电化学处理可以回收金属，但运行成本高。反渗透 法出水可以回用，但需要较高压力，且膜容易堵塞。离子交换法处理效果好，金属可以回收，但对颗粒物敏感，且树脂价格较贵。生物技术处理具有成本低、二次污染少、有利于生态环境的改善等优点，但微生物培养和驯化时间长，不易控制，且大多有选择性，目前多处于实验室研究阶段。
吸附法是利用吸附剂吸附废水中重金属的一种方法，传统的吸附剂有活性炭、沸石、粘土矿物以及生物体或其衍生物。活性炭的吸附能力强，对重金属去除率高，但价格昂贵，使用寿命短。通过生物体及其衍生物对水中重金属离子的吸附作用可以去除部分重金属，但吸附量小，且难以回收利用。近些年来发现矿物材料具有较强的吸附能力，其中天然沸石是最早用于重金属废水处理的矿物材料，但其处理过程复杂，因而难以推广。铝酸三钙广泛存在于废弃的水泥材料中，其水溶液呈强碱性，且可水化形成钙基层状双羟基氢氧化物(CaAl-LDH)。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术不足，提供一种含锌废水的处理方法。本发明具有快速、高效、吸附量大、选择性高等优点，既能迅速富集大量锌离子，又可循环利用产物，实现“以废治废”的科学治理理念，工艺简单，操作方便，在含锌废水处理领域将有空前的发展空间。
本发明是这样来实现的，一种含锌废水的处理方法，其特征是将一定量铝酸三钙投入到含锌废水中，迅速振荡，使铝酸三钙充分溶解并分布均匀，去除溶液内的锌离子。
本发明重金属的去除过程如下：
(1) 铝酸三钙溶于水，发生水化作用，形成亚稳定态的片层状结构的中间产物，即钙基层状双羟基氢氧化物 (CaAl-LDH)，主要包括4CaO·Al2O3·19H2O (即C4AH19)、 2CaO·Al2O3·8H2O (即C2AH8) ，它们呈六方片层状晶体结构。此外，由于铝酸三钙具有一定的溶解性，溶于水后会释放出一部分Ca2+和Al3+，且溶液呈较强的碱性 (pH=11.8)，故溶液中的Al3+以Al (OH)4-的形态存在。
(2) 溶液中的Zn2+会取代中间产物4CaO·Al2O3·19H2O及2CaO·Al2O3·8H2O金属层板上的Ca2+进入金属层板，形成ZnAl-LDH，而金属层板上的Ca2+则释放到溶液中。
(3) 溶液中的Zn2+会与铝酸三钙释放出的Al (OH)4-发生沉淀反应，形成ZnAl-LDH。
本发明的有益效果是：
(1) 与其它吸附剂相比，铝酸三钙对重金属的吸附量大，处理效果好。
(2) 铝酸三钙广泛在废弃的水泥材料中，去除成本较低。
(3) 吸附产物为层状双羟基氢氧化物(LDH)，又可投加到有机或无机阴离子废水中继续使用，吸附废水中的有机或无机阴离子污染物，可循环利用，实现“以废治废”。