專利名稱：一種螯合-聚沉-超濾組合處理廢水中微量鎘的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及高鹽廢水中微量鎘去除的方法。
背景技術(shù)：
工業(yè)廢水的排放是水體重金屬鎘污染的主要原因，其中采礦、選礦、冶金行業(yè)造成 的重金屬污染尤其嚴(yán)重。鎘(Cd)毒性很大，可在人體內(nèi)蓄積，主要蓄積在腎臟，會(huì)對(duì)腎臟造 成嚴(yán)重?fù)p害，引起泌尿系統(tǒng)的變化；破壞體內(nèi)鈣的代謝，即代替骨骼中的鈣而使骨骼變得松 軟，最后發(fā)生廢用性萎縮；對(duì)免疫功能有抑制作用，可以降低機(jī)體的自身穩(wěn)定功能，最終導(dǎo) 致腫瘤的發(fā)生。所以，《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)中鎘的排放限值最低，要求 最嚴(yán)。有色金屬工業(yè)廢水中除混雜有懸浮物和膠體外，并含有大量的有害金屬離子，如 Cd、Pb、As、Cr、Hg、Cu、Zn 等，以及非金屬離子組分，如 Na+、K+、Ca2+、Mg2+、SO:、Cl\ Γ、CN\ S2—、NO3-等?；瘜W(xué)沉淀法和混凝過濾方法可使大部分重金屬得到去除，重金屬離子濃度在 0. lmg/L以下，但離達(dá)標(biāo)排放還有一定距離。鎘離子的去除方法包括化學(xué)沉淀法和物化分離法兩類?？刹捎脡A性藥劑形成鎘的 氫氧化物沉淀，或投加硫化氫、硫化鈉或硫化亞鐵形成鎘的硫化物沉淀。鎘離子在水溶液易 與NH4+、CN_、C1_等能生成絡(luò)合離子。尤其是與氯離子，通常電鍍和冶金行業(yè)中含有高濃度的 氯離子，氯離子與鎘離子容易形成絡(luò)合物而難以通過沉淀和吸附的方法將其有效去除。物 化分離法可采用離子交換、反滲透、蒸發(fā)等技術(shù)對(duì)鎘進(jìn)行分離并回收。離子交換成本高、樹 脂需要再生、且針對(duì)高鹽廢水中微量鎘去除性能不穩(wěn)定；蒸發(fā)成本高、一般不工程化應(yīng)用； 反滲透投資和運(yùn)行成本高，產(chǎn)水率低，濃縮液多且難處理、同時(shí)容易造成鹽分累積。因此，如何以現(xiàn)有化學(xué)沉淀和混凝過濾工藝為基礎(chǔ)，在不進(jìn)行或難以及時(shí)進(jìn)行大 規(guī)模工藝改造的條件下，解決高鹽廢水中微量鎘達(dá)標(biāo)排放難題或有效應(yīng)對(duì)突發(fā)性鎘污染事 件導(dǎo)致的水質(zhì)安全問題，具有重要現(xiàn)實(shí)意義。本發(fā)明圍繞螯合和混凝等兩個(gè)關(guān)鍵過程，提出一種冶金高鹽廢水中微量鎘有效去 除的方法。本發(fā)明主要應(yīng)用于冶金高鹽廢水中微量鎘的去除，也可應(yīng)用于電鍍行業(yè)高鹽廢 水中微量鎘的去除或廢水回用等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對(duì)高鹽工業(yè)廢水中微量鎘難以去除的問題，提供一種經(jīng)濟(jì)、有效 和易于在工程中應(yīng)用的方法，以有效去除微量鎘實(shí)現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放，或進(jìn)一步深度處理達(dá) 到工業(yè)用水回用標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明的技術(shù)原理在于，鎘易與許多含軟配位原子(S、Se、N)的有機(jī)化合物組成 中等穩(wěn)定絡(luò)合物，特別能與含-SH基的氨基酸類配位體強(qiáng)烈螯合，將鎘從其與Cl的絡(luò)合態(tài) 中提取出來。乙二胺四乙酸二鈉鹽(EDTA 二鈉鹽)是多齒配體，與鎘離子配合生成具有多 個(gè)五元環(huán)的螯合物，且所形成的螯合物的穩(wěn)定常數(shù)都很大。由于其有6個(gè)配位原子，能滿足大多數(shù)金屬離子的配位數(shù)，在一般情況下，這些螯合物的配合比都是1 1。聚合氯化鋁 (PAC)廣泛應(yīng)用于水處理，是一種無機(jī)高分子水處理藥劑，主要是由于OH—的架橋作用和多 價(jià)陰離子的聚合作用而產(chǎn)生分子量較大、電荷較高的絡(luò)合物。通過乙二胺四乙酸(EDTA)鈉 鹽將不同形態(tài)的鎘螯合，接下來，通過PAC絮凝作用螯合物聚沉下來，從而使鎘得以有效去 除。本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下1. EDTA與PAC分別溶解配制成所需一定濃度的液體。所述的EDTA為工業(yè)級(jí)化學(xué) 試劑，所述PAC其特征是工業(yè)級(jí)固體樣品。2.將一定濃度的EDTA溶液投加至待處理高含鹽的微量鎘廢水中，投加量以EDTA 的投量計(jì)算，EDTA的濃度在10 100mg/L之間。3. EDTA溶液投加至待處理水中后，進(jìn)行機(jī)械攪拌反應(yīng)，攪拌時(shí)間控制在小于0.5 小時(shí)。將鎘從與Cl形成的絡(luò)合態(tài)中提取出來與EDTA形成更穩(wěn)定的絡(luò)合物或鎘與Cl 一起 與EDTA形成絡(luò)合物。4.出水進(jìn)入混凝沉淀、池，投加PAC將鎘與EDTA形成的螯合物絮凝，PAC投加量為 10 50mg/L。5.經(jīng)過螯合沉淀處理的水樣經(jīng)過超濾處理，水中的微量鎘即可得到有效去除。本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)如下1.無需進(jìn)行大規(guī)模工程改造即可有效去除微量鎘，易于在工程中實(shí)現(xiàn)；2.使用操作過程簡(jiǎn)便，在水處理廠或處理站日常運(yùn)行管理基礎(chǔ)上無需增加復(fù)雜的 額外操作；3.采用藥劑為水處理中常用的凈水藥劑或凈水材料，成本低廉；4.對(duì)水中其他微量重金屬離子去除也有良好的促進(jìn)作用。


附圖為本發(fā)明方法去除微量鎘的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1云南某冶煉廠冶金廢水處理工藝中納濾出水為研究對(duì)象，碳濾出水中鎘離子的濃 度為 0.019 ~ 0. 025mg/L, CF 濃度為 2500mg/L 左右，初始 pH 為 11。采用本發(fā)明的方法除鎘1)取一定體積納濾出水，加入10mg/L的EDTA，攪拌25分 鐘，各種不同形態(tài)的鎘螯合。2)再分別加入50mg/L的PAC聚沉30分鐘，將螯合了鎘的EDTA 絮凝沉降下來?；媒?jīng)過超濾膜進(jìn)行，超濾處理。分析測(cè)得殘鎘量為0.0048mg/L，達(dá)到《地表 水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)中II類水體中鎘的限值(彡0. 005mg/L)。實(shí)施例2某冶煉廠冶金廢水處理工藝中碳濾池出水為研究對(duì)象，碳濾出水中鎘離子的濃度 為 0. 045 0. 054mg/L, CF 濃度為 2500mg/L 左右，初始 pH 為 10. 84。采用本發(fā)明的方法除鎘1)碳濾池出水中投加10mg/L的EDTA，進(jìn)行攪拌螯合處 理0.釙。2)加入100mg/L的PAC聚沉0. 5h，將螯合了鎘的EDTA絮凝沉降下來。3)超濾單元進(jìn)行超濾處理。4)分析測(cè)得殘鎘量為0.0041mg/L，達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)中II類水體中鎘的限值(彡0. 005mg/L)。
權(quán)利要求
1.一種無機(jī)螯合和無機(jī)高分子絮凝組合去除高鹽廢水中的微量鎘的方法，其特征在于 先用無機(jī)螯合劑(EDTA鈉鹽)對(duì)高鹽廢水中不同形態(tài)的鎘進(jìn)行螯合，然后用無機(jī)高分子絮 凝劑聚合氯化鋁(PAC)絮凝聚沉，接下來通過超濾單元處理，出水中微量鎘得到有效去除。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EDTA鈉鹽，其特征是工業(yè)級(jí)化學(xué)藥品，使用時(shí)配置一定濃度 的溶液進(jìn)行投加。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PAC，其特征是工業(yè)PAC固體樣品，配制成一定濃度的溶液進(jìn) 行投加。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EDTA鈉鹽進(jìn)行螯合，其特征是EDTA鈉鹽的投加量范圍為 10 100mg/L，且螯合反應(yīng)時(shí)間小于0. 5小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PAC絮凝，其特征是PAC投加量范圍為10 50mg/L，絮凝沉 淀反應(yīng)小于0.5小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是絮凝沉淀出水進(jìn)入超濾單元，進(jìn)行超濾處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6的螯合絮凝方法，其特征在于，EDTA鈉鹽對(duì)廢水中各種不同形 態(tài)的鎘進(jìn)行螯合后，直接投加PAC對(duì)EDTA鈉鹽進(jìn)行絮凝，脫穩(wěn)凝聚，并最終通過沉淀和過濾 單元將高鹽廢水中的微量鎘得以有效去除。
全文摘要
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及冶金行業(yè)高鹽廢水中鎘的螯合-混凝組合去除方法。本發(fā)明針對(duì)高鹽廢水中鎘的形態(tài)多樣，常規(guī)單一方法難以使鎘有效去除，提出了一種無機(jī)高分子螯合與無機(jī)高分子絮凝聚沉，超濾去除水中微量鎘的組合方法。其中，乙二胺四乙酸二鈉鹽(EDTA二鈉鹽)對(duì)各種形態(tài)的鎘進(jìn)行螯合；聚合氯化鋁(PAC)對(duì)鎘和EDTA二鈉鹽的螯合物進(jìn)行聚沉，接下來通過超濾單元，進(jìn)行有效過濾處理，將水中微量鎘得到有效去除。本發(fā)明主要應(yīng)用于冶金行業(yè)廢水深度處理，也可應(yīng)用于其他行業(yè)高鹽重金屬廢水的有效去除。
文檔編號(hào)C02F101/20GK102145946SQ20111004148
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月21日
發(fā)明者蘭華春, 劉會(huì)娟, 彭麗霞, 趙旭, 陳發(fā)源 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心