申请日2011.10.20
公开(公告)日2012.05.23
IPC分类号C02F1/52; C02F101/20; C02F1/62
摘要
本发明公开了一种去除废水中钒的复合剂及其应用方法，属于环境保护中废水处理领域。本发明复合剂是由无机盐、金属氧化物、季铵盐、无机矿物复配而成，其中各成分的质量百分比分别为无机盐5%～10%、金属氧化物10%～20%、季铵盐10%～25%、无机矿物50%～70%。将上述比例制配而成的复合剂加入到钒浓度在10～400mg/L的废水中，加入的复合剂与废水的质量比为1:20～1:200，搅拌1～2小时，静置沉淀，泥水分离，即可使出水钒浓度降到1.0mg/L以下。本发明具有原料来源广泛，价格低廉，药剂投加量相对较少，运行费用低，处理过程无二次污染，除钒效率高，效果好，去除率可以达到99.9%以上等特点。
权利要求书
1.一种去除废水中钒的复合剂，其特征在于：是由无机盐、金属氧化物、季铵盐、无机矿物复配而成，其中各成分的质量百分比分别为无机盐5%～10%、金属氧化物10%～20%、季铵盐10%～25%、无机矿物50%～70%。
2.根据权利要求1所述的一种去除废水中钒的复合剂，其特征在于：所述的无机盐是指焦亚硫酸钠、氯化亚铜、硫酸亚铜、氯化铝中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种去除废水中钒的复合剂，其特征在于：所述的金属氧化物是指氧化铝、氧化钠、氧化镁中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的一种去除废水中钒的复合剂，其特征在于：所述的季铵盐是指三辛基甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、四丁基溴化铵、氯化三乙基苄基铵中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种去除废水中钒的复合剂，其特征在于：所述的无机矿物是指累托石、高岭土、磷灰石中的一种或两种。
说明书
一种去除废水中钒的复合剂及其应用方法
技术领域
本发明是一种去除废水中钒的复合剂及其应用方法，涉及机械、汽车、造船、铁路、桥梁等行业废水中钒的去除，属于环境保护中废水处理领域。
背景技术
钒是一种重要的合金元素，主要用于钢铁工业，广泛应用于机械、汽车、造船、铁路、桥梁等行业，此外，还广泛用于制备铁合金、化学反应的催化剂、颜料、油漆、玻璃和陶瓷生产用添加剂等。许多钒的化合物都有毒性，人体如果吸入过多的钒，可引起呼吸系统、胃肠系统、神经系统、造血系统的损害，还可抑制三磷酸腺苷酶及磷酸酶的活性，使皮肤出现炎症并引起变态性病变，农作物中钒的含量超过10mg/L即有害。随着钒工业的发展，含钒废水更多地污染地下水，影响人类的健康，因此，国家出台了《钒工业污染物排放标准》，对废水中钒作了限制，其限值为1.0mg/L。
目前，在含钒废水处理领域，国内外主要的治理方法有硫酸亚铁沉淀法、铁屑沉淀法、二氧化硫法、离子交换法、电解法。硫酸亚铁沉淀法设备简单，处理量大，脱钒效果好，在工程上已经得到了一定的应用，但耗量大，处理过程渣量大。铁屑沉淀法能以废治废，处理成本低，但易产生铁屑的腐蚀钝化现象，水处理效果不稳定。二氧化硫法实现了钒的回收利用，但二氧化硫的来源问题严重限制了此种方法的实际应用范围。离子交换法可回收钒，处理效果比较稳定，但离子交换树脂用量较大，再生频繁，处理成本偏高，适用于从低浓度钒溶液中回收钒。公告号为CN86106414公开了一种电解法处理含钒铬废水的方法，该方法处理后的水质良好，可回收钒，但设备占地面积大，一次性投资高。
本发明复合剂克服了现有技术的不足，在处理钒浓度在10～400mg/L的废水时，去除率均达到99.9%以上，适用于处理低中高浓度的含钒废水，具有显著的经济效益和社会效益，在含钒废水处理领域具有很好的应用前景。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种去除废水中钒的复合剂及其应用方法，本发明具有原料来源广泛，价格低廉，药剂投加量相对较少，运行费用低，处理过程无二次污染，除钒效率高，效果好，去除率可以达到99.9%以上等特点。
本发明采用的技术方案是：本发明复合剂是由无机盐、金属氧化物、季铵盐、无机矿物复配而成，其中各成分的质量百分比分别为无机盐5%～10%、金属氧化物10%～20%、季铵盐10%～25%、无机矿物50%～70%。
所述的无机盐是指焦亚硫酸钾、氯化亚铜、硫酸亚铜、氯化铝中的一种或两种。
所述的金属氧化物是指氧化铝、氧化钠、氧化镁中的一种或两种。
所述的季铵盐是指三辛基甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、四丁基溴化铵、氯化三乙基苄基铵中的一种或两种。
所述的无机矿物是指累托石、高岭土、磷灰石中的一种或两种。
各物质质量占复合剂总质量比为：焦亚硫酸钾2%～10%、氯化亚铜3%～10%、硫酸亚铜4%～10%、氯化铝2%～10%;氧化铝5%～20%、氧化钠5%～20%、氧化镁5%～20%;三辛基甲基氯化铵10%～25%、十六烷基三甲基氯化铵5%～25%、四丁基溴化铵7%～25%、氯化三乙基苄基铵8%～25%;累托石20%～70%、高岭土25%～70%、磷灰石25%～70%。
本发明复合剂的复配过程如下：
(1) 将占复合剂总质量的50%～70%无机矿物破碎后过80～100目筛，再用去离子水洗涤五次后于105°C下烘干;
(2) 将相应比例的季铵盐溶于水，加入经烘干后的上述无机矿物，搅拌30～45分钟，静置浸泡1～2小时;
(3) 再向上述混合液中加入相应比例的无机盐，搅拌40～60分钟，静置浸泡1～2小时，在70～80°C，蒸干，除去多余的水分;
(4) 将上述粉末状混合物再次粉碎，过80～100目筛，加入金属氧化物，搅拌，混合均匀，即得本发明复合剂。
本发明的应用方法是：
将上述比例制配而成的复合剂加入到钒浓度在10～400mg/L的废水中，加入的复合剂与废水的质量比为1:20～1:200，搅拌1～2小时，静置沉淀，泥水分离，即可使出水钒浓度降到1.0mg/L以下。
具体实施方式
本发明复合剂是由无机盐、金属氧化物、季铵盐、无机矿物复配而成，其中各成分的质量百分比分别为无机盐5%～10%、金属氧化物10%～20%、季铵盐10%～25%、无机矿物50%～70%。
所述的无机盐是指焦亚硫酸钾、氯化亚铜、硫酸亚铜、氯化铝中的一种或两种。
所述的金属氧化物是指氧化铝、氧化钠、氧化镁中的一种或两种。
所述的季铵盐是指三辛基甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、四丁基溴化铵、氯化三乙基苄基铵中的一种或两种。
所述的无机矿物是指累托石、高岭土、磷灰石中的一种或两种。
各物质质量占复合剂总质量比为：焦亚硫酸钾2%～10%、氯化亚铜3%～10%、硫酸亚铜4%～10%、氯化铝2%～10%;氧化铝5%～20%、氧化钠5%～20%、氧化镁5%～20%;三辛基甲基氯化铵10%～25%、十六烷基三甲基氯化铵5%～25%、四丁基溴化铵7%～25%、氯化三乙基苄基铵8%～25%;累托石20%～70%、高岭土25%～70%、磷灰石25%～70%。
将上述比例制配而成的复合剂加入到钒浓度在10～400mg/L的废水中，加入的复合剂与废水的质量比为1:20～1:200，搅拌1～2小时，静置沉淀，泥水分离，出水即可使废水中钒浓度降到1.0mg/L以下。
实例1
按质量百分比计， 取累托石70%、氯化三乙基苄基铵15%、硫酸亚铜5%、氧化铝10%经本发明复配过程配成复合剂，对某机械厂的含钒废水进行处理，药剂投加量为5ppm，搅拌1小时，静置沉淀，泥水分离，废水中钒的浓度从25mg/L降到了0.02mg/L，钒去除率达到了99.92%。
实例2
按质量百分比计，取累托石40%、高岭土25%、四丁基溴化铵15%、焦亚硫酸钾10%、氧化钠10%经本发明复配过程配成复合剂，对某汽车厂的含钒废水进行处理，药剂投加量为9ppm，搅拌1小时，静置沉淀，泥水分离，废水中钒的浓度从115mg/L降到了0.05mg/L，钒去除率达到了99.96%。
实例3
按质量百分比计，取高岭土50%、三辛基甲基氯化铵10%、十六烷基三甲基氯化铵10%、氯化亚铜10%、氧化铝10%、氧化镁10%经本发明复配过程配成复合剂，对某汽车厂的含钒废水进行处理，药剂投加量为13ppm，搅拌1小时，静置沉淀，泥水分离，废水中钒的浓度从175mg/L降到了0.05mg/L，钒去除率达到了99.97%。
实例4
按质量百分比计，取磷灰石65%、四丁基溴化铵7%、氯化三乙基苄基铵8%、氯化亚铜7%、氯化铝3%、氧化镁10%，经本发明复配过程配成复合剂，对某造船厂的含钒废水进行处理，药剂投加量为18ppm，搅拌2小时，静置沉淀，泥水分离，废水中钒的浓度从245mg/L降到了0.1mg/L，钒去除率达到了99.96%。
实例5
按质量百分比计，取累托石20%、磷灰石50%、四丁基溴化铵7%、十六烷基三甲基氯化铵5%、氯化亚铜5%、氯化铝3%、氧化钠10%，经本发明复配过程配成复合剂，对某造船厂的含钒废水进行处理，药剂投加量为25ppm，搅拌2小时，静置沉淀，泥水分离，废水中钒的浓度从375mg/L降到了0.3mg/L，钒去除率达到了99.92%。