申请日2012.07.25
公开(公告)日2012.11.07
IPC分类号C02F101/20; C02F9/04
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。
权利要求书
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1~6倍加入还原剂，0~80℃搅拌0.1~3h，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1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K2SO4、KHSO4、Na2SO4、NaHSO4、(NH4)2SO4、NH4HSO4、 Fe2(SO4)3、FeSO4、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0~60℃的温度下搅拌0.5~5h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0~80℃，搅拌时间0.5~3.5h。
说明书
一种含重金属及砷的废水净化方法
技术领域
本发明涉及一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净化方法较多， 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一种操作简便，能有效去废水中的重金属及砷等有害 元素，工艺简单，处理成本低的含重金属及砷的废水净化方法。
本发明一种含重金属及砷的废水净化方法，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1~6倍加入还原剂，0~80℃搅拌0.1~3h，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。
本发明一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中的至少一种。
本发明一种含重金属及砷的废水净化方法，所述硫酸盐选自K2SO4、KHSO4、 Na2SO4、NaHSO4、(NH4)2SO4、NH4HSO4、Fe2(SO4)3、FeSO4、MgSO4中的一种。
本发明一种含重金属及砷的废水净化方法，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。
本发明一种含重金属及砷的废水净化方法，所述预调溶液pH值至3.5~5.5 是在0~60℃的温度下搅拌0.5~5h完成。
本发明一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0~80℃，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工艺方法，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，砷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。通过本发明工艺的整体重 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。