申请日2008.09.01
公开(公告)日2009.02.18
IPC分类号C02F9/04; C02F1/52; C02F11/12; C02F1/28; C02F1/66
摘要
本发明公开了一种含高浓度悬浮物的重金属废水处理方法，以壳聚糖酸性溶液作为重金属絮凝剂，在pH值为7-9范围内沉淀，可快速分离悬浮物，并使得分离后的废水中重金属离子浓度下降，再经细颗粒状壳聚糖的吸附后，达标排放。同时吸附饱和的壳聚糖，可经过酸化作用补充作为重金属絮凝剂。本发明工艺简单，操作方便，吸附剂可以二次利用，避免再生。
权利要求书
1.一种含高浓度悬浮物的重金属废水处理方法，包括以下步骤：
(1)将壳聚糖与酸化剂反应，形成质量百分浓度为1-10%的壳聚糖 溶液;废水中加入壳聚糖溶液，发生金属螯合和絮凝反应;
(2)经过步骤(1)反应后的废水再与中和剂发生中和反应后沉淀;
(3)沉淀后的污泥浓缩处理，上清液经过吸附处理后排放，吸附所 采用的吸附剂为颗粒状壳聚糖。
2.如权利要求1所述的含高浓度悬浮物的重金属废水处理方法，其 特征在于：废水中加入壳聚糖的量与废水中悬浮颗粒物之间质量比大于 0.01。
3.如权利要求1所述的含高浓度悬浮物的重金属废水处理方法，其 特征在于：所述的酸化剂为盐酸、硫酸、乙酸或硝酸。
4.如权利要求1所述的含高浓度悬浮物的重金属废水处理方法，其 特征在于：所述的壳聚糖溶液pH值为2-3。
5.如权利要求1所述的含高浓度悬浮物的重金属废水处理方法，其 特征在于：所述的中和剂为石灰乳、生石灰、氢氧化钙、氢氧化钠或碳酸 钠。
6.如权利要求1所述的含高浓度悬浮物的重金属废水处理方法，其 特征在于：中和反应的pH值范围为7-9。
7.如权利要求1所述的含高浓度悬浮物的重金属废水处理方法，其 特征在于：所述的吸附剂为20-80目的颗粒状壳聚糖。
8.如权利要求1-6任一所述的含高浓度悬浮物的重金属废水处理方 法，其特征在于：将吸附饱和后的吸附剂与酸化剂反应溶解，添加壳聚糖 形成质量百分浓度为1-10%的壳聚糖溶液，循环至步骤(1)使用。
说明书
含高浓度悬浮物的重金属废水处理方法
技术领域
本发明属于资源与环境技术领域水污染防治方向，涉及水中悬浮物分 离和重金属离子去除的工艺.
背景技术
重金属是指比重大于5的金属，如铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)、铁(Fe)、 钴(Co)、镍(Ni)、钒(V)、汞(Hg)。随着现代工业的飞速发展，重金属工业 废水的排放量日益增加。排放重金属废水的行业除了传统的采矿、天然气、 造纸、电镀、制革、金属表面处理和氯碱工业外，还有与目前IT产业密 切相关的微电子工业，以及环保行业，如烟气脱硫系统产生的脱硫废水。 因此，许多国家都执行了严格的水中重金属离子排放标准，以保护水资源 免受重金属污染。为了满足严格的环保需要，各方面都特别注重重金属污 染的防治。
目前处理重金属废水常用方法有化学沉淀法、吸附法、膜过滤和离子 交换法等。尽管上述方法各有特点，化学沉淀法无论在投资成本还是在运 行费用方面都有明显的竞争优势。在化学沉淀法中以氢氧化物沉淀和硫化 物沉淀最为常见，但这两种方法都有其局限性，污泥量大，沉淀分离困难。 鉴于上述情况，近十年来国内外研发了多种新型重金属废水处理剂，如 1993年美国Degussa公司开发的重金属沉淀剂TMT-55，1999年Adderon 研发的HMP-2000，中国发明专利ZL 200410051386.5公开的一种N，N-二 二硫代哌嗪甲酸钠的重金属沉淀剂等。但这些重金属处理剂来源受限，未 能与氢氧化物和硫化物沉淀法一样普及。
针对于含高浓度悬浮物的重金属废水，上述处理剂的利用率会有所下 降，因而目前均采用先澄清去除悬浮物，后沉淀处理重金属，需要二次沉 降。
发明内容
本发明提供一种以壳聚糖为重金属处理剂，去除和固定重金属离子的 方法。该方法的主要处理剂壳聚糖来源广，具有酸溶解性，能与重金属离 子螯合，并且溶解性的壳聚糖溶液同时具有对悬浮物的絮凝作用。
本发明的重金属处理方法，基于金属螯合、颗粒物絮凝、离子吸附等 机制，用于金属螯合和颗粒物絮凝的重金属处理剂为酸性壳聚糖溶液，用 于重金属离子吸附的处理剂为细颗粒状壳聚糖。包括如下步骤：
(1)将壳聚糖与酸化剂反应，形成质量百分浓度为1-10%的壳聚糖 溶液;废水中加入壳聚糖溶液，使废水与壳聚糖溶液发生金属螯合和絮凝 反应;
(2)经过步骤(1)反应后的废水再与中和剂发生中和反应后沉淀;
(3)沉淀后的污泥浓缩处理，上清液经过吸附处理后排放，吸附所 采用的吸附剂为颗粒状壳聚糖。
废水中加入壳聚糖的量与废水中悬浮颗粒物之间质量比应当在0.01 以上，因为溶液中的壳聚糖与重金属离子形成的螯合物在颗粒物存在条件 下，可以与其发生共沉淀。但溶液中的壳聚糖对颗粒物的絮凝作用优先于 对重金属离子的螯合作用，因此，只有当颗粒物充分絮凝后，壳聚糖与重 金属离子形成的螯合物才能与颗粒物絮凝体发生共沉淀，从而从废水中去 除重金属离子。
所述的酸化剂可采用盐酸、硫酸、乙酸、硝酸等酸，酸化后的壳聚糖 溶液pH值为2-3，以达到颗粒状壳聚糖完全溶解的目的。
所述的中和剂为石灰乳、生石灰、氢氧化钙、氢氧化钠、碳酸钠等碱 性物质，中和反应的pH值范围为7-9有利于快速分离悬浮物，产生沉淀。
所述的吸附剂为20-80目的颗粒状壳聚糖，便于吸附柱的装填和颗粒 状壳聚糖后续的酸溶解。
将吸附饱和后的吸附剂与酸化剂反应溶解，根据需要添加壳聚糖后， 重新形成质量百分浓度为1-10%的壳聚糖溶液，循环至步骤(1)使用。
本发明利用壳聚糖物质具有吸附痕量重金属的特性，确保出水中重金 属离子浓度达标;利用可溶性壳聚糖溶液既有颗粒物絮凝又有重金属捕集 的特性，同时实现颗粒物分离和重金属离子浓度控制，在吸附前段控制重 金属离子浓度在一定水平，降低吸附段负荷;同时利用壳聚糖的酸溶性， 避免了吸附处理剂的再生问题。