一種水中微量鉈的去除方法
【專利摘要】一種水中微量鉈的去除方法。本發(fā)明涉及水中微量鉈的去除方法。本發(fā)明要解決現(xiàn)有水中微量鉈的去除方法存在處理技術(shù)工藝復(fù)雜、運(yùn)行成本高，無法達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，而采用工程納米材料去除水中的重金屬存在使用后難回收和難分離的問題。方法：向含微量鉈的水中投加高鐵酸鹽，反應(yīng)，攪拌吸附，然后投加混凝劑，最后依次經(jīng)過混凝、沉淀、過濾，即可去除水中微量鉈。本發(fā)明對鉈的去除效率達(dá)到90％以上，技術(shù)工藝簡單、運(yùn)行成本低，實(shí)現(xiàn)了鉈的有效去除，飲用水達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，即鉈低于0.1μg/L。本發(fā)明用于一種水中微量鉈的去除方法。
【專利說明】一種水中微量鉈的去除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水中微量鉈的去除方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉈是一種高度分散的稀有金屬元素，廣泛應(yīng)用于化工、電子、醫(yī)藥、航天、高能物理和超導(dǎo)材料等行業(yè)，同時(shí)鉈又是一種生理毒性很強(qiáng)的元素。由于含鉈資源的不斷開發(fā)利用，鉈進(jìn)入水環(huán)境的途徑日益擴(kuò)大。因此，鉈成為水處理研究領(lǐng)域比較受關(guān)注的劇毒重金屬元素之一。鉈在自然界中主要以正一價(jià)形式存在，可通過消化道、皮膚接觸、漂塵煙霧的吸入進(jìn)入人體，導(dǎo)致人體鉈中毒。鉈中毒會(huì)導(dǎo)致下肢麻木或疼痛、腰痛、脫發(fā)、失明、頭痛、精神不振、肌肉痛、手足顫動(dòng)、走路不穩(wěn)等，甚至導(dǎo)致染色體畸變、干擾DNA的合成，嚴(yán)重的鉈中毒可導(dǎo)致成為植物人。
[0003]基于鉈巨大的毒性，世界上許多國家對其都制定了嚴(yán)格的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，我國《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》中也嚴(yán)格限制了這些有害重金屬在水中的最高濃度，即0.1 μ g/L。近年來，我國水環(huán)境中重金屬鉈的污染日益嚴(yán)重，如廣東省北江流域鉈污染，直接導(dǎo)致人的身體健康受到危害，嚴(yán)重威脅到公共衛(wèi)生安全，產(chǎn)生較大的社會(huì)影響。因此，對于受重金屬鉈污染的水源進(jìn)行應(yīng)急處理顯得尤為重要，開發(fā)高效、便宜、使用方便的應(yīng)急處理技術(shù)已經(jīng)迫在眉睫。
[0004]目前，對于受鉈污染的水源，尚沒有成熟的處理技術(shù)，單純通過增加混凝劑的方法不能使鉈濃度達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的限制(0.1 μ g/L);另外，利用石灰調(diào)節(jié)PH值的中和法不但操作繁瑣，而且能耗和成本較高。納米材料也逐漸成為水中重金屬去除的新興材料，具有很高的比表面積，能去除水中的重金屬，而工程納米材料在水處理中的成本非常高，而且存在使用后難回收和難分離的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是要解決現(xiàn)有水中微量鉈的去除方法存在處理技術(shù)工藝復(fù)雜、運(yùn)行成本高，無法達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，而采用工程納米材料去除水中的重金屬存在使用后難回收和難分離的問題，而提供了一種水中微量鉈的去除方法。
[0006]一種水中微量鉈的去除方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0007]一、向含微量鉈的水中投加高鐵酸鹽，然后在轉(zhuǎn)速為260r/min~350r/min下，反應(yīng)Imin~5min,得混合溶液；所述的高鐵酸鹽的投加量為lmg/L~25mg/L ；
[0008]二、在轉(zhuǎn)速為150r/min~250r/min下，步驟一得到的混合溶液繼續(xù)攪拌吸附5min~IOmin,得到吸附后的混合溶液；
[0009]三、向吸附后的混合溶液中投加混凝劑，然后依次經(jīng)過混凝、沉淀、過濾，即可去除水中微量銘；所述的混凝劑的投加量為lmg/L~45mg/L。 [0010]本發(fā)明利用高鐵酸鹽強(qiáng)氧化性氧化一價(jià)鉈，生成容易去除的三價(jià)鉈；同時(shí)利用高鐵酸鹽還原生成三價(jià)鐵水解生成的納米鐵氧化物作為吸附劑，此吸附劑具有比表面積大、易于沉淀分離的特點(diǎn)，能夠有效吸附去除水中低濃度的鉈，能保證飲用水源中低濃度的鉈在水廠出水時(shí)達(dá)到國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的限制，即0.1 μ g/L。該工藝具有去除效率高、工藝簡單、操作靈活方便、不改變水廠原有處理工藝及運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，可用于水污染事件的應(yīng)急處理。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明對鉈的去除效率達(dá)到90%以上，技術(shù)工藝簡單、運(yùn)行成本低；實(shí)現(xiàn)了鉈的有效去除，飲用水達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，即鉈低于0.1 μ g/L。
[0012]本發(fā)明用于一種水中微量鉈的去除方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是實(shí)施例一的水中微量鉈的去除效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉的【具體實(shí)施方式】，還包括各【具體實(shí)施方式】之間的任意組合。
[0015]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式所述的一種水中微量鉈的去除方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0016]一、向含微量鉈的水中投加高鐵酸鹽，然后在轉(zhuǎn)速為260r/min~350r/min下，反應(yīng)Imin~5min,得混合 溶液；所述的高鐵酸鹽的投加量為lmg/L~25mg/L ；
[0017]二、在轉(zhuǎn)速為150r/min~250r/min下，步驟一得到的混合溶液繼續(xù)攪拌吸附5min~IOmin,得到吸附后的混合溶液；
[0018]三、向吸附后的混合溶液中投加混凝劑，然后依次經(jīng)過混凝、沉淀、過濾，即可去除水中微量銘；所述的混凝劑的投加量為lmg/L~45mg/L。
[0019]本實(shí)施方式步驟一中投加的高鐵酸鹽為高鐵酸鉀或高鐵酸鈉。本實(shí)施方式在高鐵酸鹽的選擇中，以不向水源水中引入其它的飲用水中限制的、有害的雜元素為準(zhǔn)。
[0020]本實(shí)施方式步驟三中利用常規(guī)水處理工藝的混凝、沉淀、過濾。
[0021]本實(shí)施方式利用高鐵酸鹽強(qiáng)氧化性氧化一價(jià)鉈，生成容易去除的三價(jià)鉈；同時(shí)利用高鐵酸鹽還原生成三價(jià)鐵水解生成的納米鐵氧化物作為吸附劑，此吸附劑具有比表面積大、易于沉淀分離的特點(diǎn)，能夠有效吸附去除水中低濃度的鉈，能保證飲用水源中低濃度的鉈在水廠出水時(shí)達(dá)到國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的限制，即0.1 μ g/L。該工藝具有去除效率高、工藝簡單、操作靈活方便、不改變水廠原有處理工藝及運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，可用于水污染事件的應(yīng)急處理。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明對鉈的去除效率達(dá)到90%以上，技術(shù)工藝簡單、運(yùn)行成本低；實(shí)現(xiàn)了鉈的有效去除，飲用水達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，即鉈低于0.1 μ g/L。
[0023]本發(fā)明用于一種水中微量鉈的去除方法。
[0024]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:步驟一中所述的高鐵酸鹽的投加量為lmg/L~20mg/L。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0025]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二之一不同的是:步驟一中所述的高鐵酸鹽的投加量為15mg/L。其它與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0026]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是:步驟一中所述的高鐵酸鹽為高鐵酸鉀或高鐵酸鈉。其它與【具體實(shí)施方式】一至三相同。
[0027]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至四之一不同的是:步驟一中所述的含微量鉈的水中鉈為游離離子態(tài)的一價(jià)鉈、游離離子態(tài)的三價(jià)鉈、被有機(jī)物絡(luò)合的一價(jià)鉈、被有機(jī)物絡(luò)合的三價(jià)鉈、被無機(jī)物絡(luò)合的一價(jià)鉈或被無機(jī)物絡(luò)合的三價(jià)鉈中的一種或其中幾種的混合物。其它與【具體實(shí)施方式】一至四相同。
[0028]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至五之一不同的是:步驟一中向含微量鉈的水中投加高鐵酸鹽，然后在轉(zhuǎn)速為300r/min下，反應(yīng)3min，得混合溶液。其它與【具體實(shí)施方式】一至五相同。
[0029]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至六之一不同的是:步驟二中在轉(zhuǎn)速為200r/min下，步驟一得到的混合溶液繼續(xù)攪拌吸附lOmin，得到吸附后的混合溶液。其它與【具體實(shí)施方式】一至六相同。
[0030]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至七之一不同的是:步驟三中所述的混凝劑的投加量為5mg/L~40mg/L。其它與【具體實(shí)施方式】一至七相同。
[0031]采用以下實(shí)施例驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果:
[0032]實(shí)施例一:
[0033]本實(shí)施例所述的一種水中微量鉈的去除方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0034]一、向含I μ g/L Tl+的水中投加高鐵酸鹽，然后在轉(zhuǎn)速為300r/min下，反應(yīng)3min，得混合溶液；所述的高鐵酸鹽的投加量為10mg/L ;所述的高鐵酸鹽為高鐵酸鉀；
[0035]二、在轉(zhuǎn)速為200r/min下，步驟一得到的混合溶液繼續(xù)攪拌吸附lOmin，得到吸附后的混合溶液；
[0036]三、向吸附后的混合溶液中投加混凝劑，然后依次經(jīng)過混凝、沉淀、過濾，即可去除水中微量鉈；所述的混凝劑的投加量為10mg/L ;所述的混凝劑為硫酸鋁。
[0037]本實(shí)施例通過等離子體質(zhì)譜儀測試去除后水中剩余鉈的含量，并通過計(jì)算得出水中微量鉈的去除率，本實(shí)施例的水中微量鉈的去除效果圖如圖1所示，由圖可知，本實(shí)施例對鉈的去除效率達(dá)到95%以上。
[0038]實(shí)施例二:
[0039]本實(shí)施例所述的一種水中微量鉈的去除方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0040]一、向含I μ g/L Tl3+的水中投加高鐵酸鹽，然后在轉(zhuǎn)速為300r/min下，反應(yīng)3min，得混合溶液；所述的高鐵酸鹽的投加量為10mg/L ;所述的高鐵酸鹽為高鐵酸鉀；
[0041]二、在轉(zhuǎn)速為200r/min下，步驟一得到的混合溶液繼續(xù)攪拌吸附lOmin，得到吸附后的混合溶液；
[0042]三、向吸附后的混合溶液中投加混凝劑，然后依次經(jīng)過混凝、沉淀、過濾，即可去除水中微量鉈；所述的混凝劑的投加量為10mg/L ;所述的混凝劑為硫酸鋁。
[0043]本實(shí)施例對鉈的去除效率達(dá)到95%以上。
[0044]實(shí)施例三:
[0045]本實(shí)施例所述的一種水中微量鉈的去除方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0046]一、向含I μ g/L Tl+和5mg/L腐植酸(以總有機(jī)碳計(jì))的水中投加高鐵酸鹽，然后在轉(zhuǎn)速為300r/min下，反應(yīng)3min,得混合溶液；所述的高鐵酸鹽的投加量為10mg/L ;所述的高鐵酸鹽為高鐵酸鉀；[0047]二、在轉(zhuǎn)速為200r/min下，步驟一得到的混合溶液繼續(xù)攪拌吸附lOmin，得到吸附后的混合溶液；
[0048]三、向吸附后的混合溶液中投加混凝劑，然后依次經(jīng)過混凝、沉淀、過濾，即可去除水中微量鉈；所述的混凝劑的投加量為10mg/L ;所述的混凝劑為硫酸鋁。
[0049]本實(shí)施例旨在提供以腐植酸作為代表的有機(jī)物對一價(jià)鉈去除的影響，本實(shí)施例對鉈的去除效率達(dá)到95%以上。
[0050]實(shí)施例四:
[0051]本實(shí)施例所述的一種水中微量鉈的去除方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的:[0052]一、向含I μ g/L Tl3+和5mg/L腐植酸(以總有機(jī)碳計(jì))的水中投加高鐵酸鹽，然后在轉(zhuǎn)速為300r/min下，反應(yīng)3min,得混合溶液；所述的高鐵酸鹽的投加量為10mg/L ;所述的高鐵酸鹽為高鐵酸鉀；
[0053]二、在轉(zhuǎn)速為200r/min下，步驟一得到的混合溶液繼續(xù)攪拌吸附10min，得到吸附后的混合溶液；
[0054]三、向吸附后的混合溶液中投加混凝劑，然后依次經(jīng)過混凝、沉淀、過濾，即可去除水中微量鉈；所述的混凝劑的投加量為10mg/L ;所述的混凝劑為硫酸鋁。
[0055]本實(shí)施例旨在提供以腐植酸作為代表的有機(jī)物對三價(jià)鉈去除的影響，本實(shí)施例對鉈的去除效率達(dá)到95%以上。
【權(quán)利要求】
1.一種水中微量鉈的去除方法，其特征在于一種水中微量鉈的去除方法是按照以下步驟進(jìn)行的: 一、向含微量鉈的水中投加高鐵酸鹽，然后在轉(zhuǎn)速為260r/min~350r/min下，反應(yīng)Imin~5min,得混合溶液；所述的高鐵酸鹽的投加量為lmg/L~25mg/L ； 二、在轉(zhuǎn)速為150r/min~250r/min下,步驟一得到的混合溶液繼續(xù)攪拌吸附5min~IOmin,得到吸附后的混合溶液； 三、向吸附后的混合溶液中投加混凝劑，然后依次經(jīng)過混凝、沉淀、過濾，即可去除水中微量銘；所述的混凝劑的投加量為lmg/L~45mg/L。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水中微量鉈的去除方法，其特征在于步驟一中所述的高鐵酸鹽的投加量為lmg/L~20mg/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水中微量鉈的去除方法，其特征在于步驟一中所述的高鐵酸鹽的投加量為15mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水中微量鉈的去除方法，其特征在于步驟一中所述的高鐵酸鹽為高鐵酸鉀或高鐵酸鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水中微量鉈的去除方法，其特征在于步驟一中所述的含微量鉈的水中鉈為游離離子態(tài)的一價(jià)鉈、游離離子態(tài)的三價(jià)鉈、被有機(jī)物絡(luò)合的一價(jià)鉈、被有機(jī)物絡(luò)合的三價(jià)鉈、被無機(jī)物絡(luò)合的一價(jià)鉈或被無機(jī)物絡(luò)合的三價(jià)鉈中的一種或其中幾種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水中微量鉈的去除方法，其特征在于步驟一中向含微量鉈的水中投加高鐵酸鹽，然后在轉(zhuǎn)速為300r/min下，反應(yīng)3min，得混合溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水中微量鉈的去除方法，其特征在于步驟二中在轉(zhuǎn)速為200r/min下，步驟一得到的混合溶液繼續(xù)攪拌吸附lOmin，得到吸附后的混合溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水中微量鉈的去除方法，其特征在于步驟三中所述的混凝劑的投加量為5mg/L~40mg/L。
【文檔編號】C02F9/04GK103922514SQ201410186418
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】馬軍, 皇甫小留, 王雅安, 路希鑫, 江進(jìn), 龐素艷 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)