重金屬?gòu)U水回收利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，涉及一種重金屬?gòu)U水回收利用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，其中重金屬污染已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。重金屬?gòu)U水被大量排放到環(huán)境中，不能被自然降解，只能發(fā)生迀移和轉(zhuǎn)化，經(jīng)生物鏈富集，最終嚴(yán)重威脅人類健康。
[0003]由于重金屬離子在水中的存在形態(tài)不同，其對(duì)水體的污染程度也就不相同。按照去除重金屬離子的方法，可以將重金屬?gòu)U水的處理分為物理去除和化學(xué)去除。物理去除主要包含有膜分離法、蒸發(fā)濃縮法等，即不改變金屬離子的形態(tài)，通過(guò)濃縮分離去除的方法。化學(xué)去除主要包含有化學(xué)沉淀法、氧化還原法、電化學(xué)法、鐵氧化法和吸附法等，即將廢水體系中金屬離子轉(zhuǎn)變成為不溶性的物質(zhì)得以去除的方法，其中化學(xué)沉淀法應(yīng)用最為廣泛。常用的化學(xué)沉淀的方法是向廢水中投加一定量的絮凝劑以及高分子助凝劑。這種化學(xué)沉淀法具有成本低、操作簡(jiǎn)單、方便管理、效果好等優(yōu)點(diǎn)。但其缺點(diǎn)是沉渣量大、沉渣含水率高、脫水比較困難，并且這種方法選擇性較差，因此在實(shí)際廢水處理過(guò)程中會(huì)增加沉渣量，易產(chǎn)生二次污染。
[0004]吸附法因材料便宜易得、成本低、去除效果好而成為研究的重點(diǎn)，有研究者用累托石改性吸附水中重金屬離子，還有研究者直接采用天然沸石或用改性沸石對(duì)重金屬離子進(jìn)行吸附，可是這些材料的制備及改性過(guò)程往往復(fù)雜繁瑣，且吸附效率不夠高。
[0005]分子篩因其吸附容量大，吸附反應(yīng)快，去除效果好，成為處理重金屬?gòu)U水的新材料，分子篩較大的比表面積所具有的吸附性能和可交換的陽(yáng)離子所具有的離子交換性能，在重金屬?gòu)U水處理中具有化學(xué)吸附和離子交換的雙重功效，在廢水處理領(lǐng)域具有重要的地位。但分子篩粉末在處理重金屬?gòu)U水的過(guò)程中會(huì)流失和損壞，回收率較低；分子篩穩(wěn)定性較差、重復(fù)利用活化效果較低，重金屬離子濃縮后回收也將成為分子篩處理重金屬?gòu)U水急需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種操作簡(jiǎn)單、成本低的方法，既能處理重金屬?gòu)U水，又能將吸附材料和重金屬資源化利用。
[0007]為達(dá)到上述目的，采用技術(shù)方案如下:
[0008]重金屬?gòu)U水回收利用方法，包括以下步驟:
[0009]1)將分子篩與活性氧化鋁按質(zhì)量比1:5混合，并在140_160°C下復(fù)合活化后真空保存；
[0010]2)將活化后的復(fù)合吸附材料投入到含重金屬的廢水中，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至5?7，攪拌反應(yīng)，靜置，過(guò)濾；
[0011]2)濾液直接排放，濾渣即吸附了重金屬離子的復(fù)合吸附材料常溫下干燥；
[0012]3)將吸附了重金屬離子的復(fù)合吸附材料濾渣于飽和氯化鈉溶液中浸泡、攪拌，過(guò)濾所得濾液為重金屬濃縮液，濾渣用去離子水洗滌，得到解吸后的復(fù)合吸附材料；
[0013]4)將解吸后的復(fù)合吸附材料烘干得到再生的活性復(fù)合吸附材料，供廢水處理循環(huán)利用；在重金屬濃縮液中加入Na2S.9H20固體粉末，生成硫化物沉淀，回收重金屬。
[0014]按上述方案，所述的分子篩為4A分子篩或13X分子篩。
[0015]按上述方案，所述的復(fù)合吸附材料的投加量為0.5?1.5g/L。
[0016]按上述方案，步驟1復(fù)合吸附材料投入到含重金屬的廢水中攪拌反應(yīng)10?60min，靜置10?30min。
[0017]按上述方案，所述的重金屬為Pb2+、Cd2+、Cu2+、Ni2+等陽(yáng)離子，濃度為20?400mg/L。
[0018]按上述方案，步驟3所述的飽和氯化鈉溶液的用量為所述重金屬?gòu)U水體積的1/5，質(zhì)量濃度為26.5%。
[0019]按上述方案，步驟4解吸后的復(fù)合吸附材料烘干溫度為100?110°C，時(shí)間為2?3h。
[0020]本發(fā)明利用分子篩處理重金屬?gòu)U水及回收利用有益效果如下:
[0021]利用已工業(yè)化生產(chǎn)的4A分子篩和13X分子篩與活性氧化鋁復(fù)合，活性氧化鋁既可以增加分子篩的比表面積，還可以增加分子篩的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，回收方便，減少分子篩粉末的流失。通過(guò)吸附一離子交換的作用，將廢水中的重金屬離子去除，投加量小，反應(yīng)效率高，其飽和吸附容量達(dá)到200?500mg/g。
[0022]用飽和氯化鈉溶液解吸后的分子篩能夠再生，可循環(huán)利用，濃縮液經(jīng)加入Na2S.9H20固體粉末生成硫化物沉淀，可回收重金屬。
[0023]投資少，成本低，處理廢水效率高，操作簡(jiǎn)便，無(wú)二次污染，可獲推廣應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下實(shí)施例進(jìn)一步闡釋本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，但不作為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0025]實(shí)施例1:
[0026](1)在室溫25°C下，以市售的4A分子篩與活性氧化鋁在150°C下混合加熱制作復(fù)合吸附材料，配制初始濃度為50mg/L的含Pb廢水，調(diào)節(jié)廢水初始pH值為5，分子篩投加量為0.5g/L，并充分混合，在六聯(lián)攪拌器的作用下攪拌50分鐘，攪拌速度200轉(zhuǎn)/分，靜置分層30min，處理后的廢水鉛離子濃度為2.47mg/L去除率為95.06%。
[0027](2)將回收的含鉛復(fù)合吸附材料烘干保存，配制一定量的飽和氯化鈉溶液，洗滌攪拌10-15min，最后用蒸餾水沖洗，采用少量多次的方式，飽和氯化鈉溶液與重金屬?gòu)U水的體積比約為1:5。將回收的復(fù)合吸附材料置于干燥箱中100°C下烘干2-3h，冷卻后得到活化后的4A分子篩和活性氧化鋁復(fù)合吸附材料。
[0028](3)經(jīng)過(guò)飽和氯化鈉溶液解吸，濃縮液中鉛離子濃度為235.6mg/L，濃縮倍數(shù)為4.7。二次利用的4A分子篩去除率92.3%，經(jīng)過(guò)四次重復(fù)利用后的去除率為86.7%。
[0029]實(shí)施例2:
[0030]在室溫25°C下，以市售的4A和13X分子篩與活性氧化鋁在150°C下混合加熱制作復(fù)合吸附材料，用0(1(:12配制初始濃度為100mg/L的含Cd廢水，調(diào)節(jié)廢水初始pH值為7，復(fù)合吸附材料的投加量為1.5g/L，并充分混合，在六聯(lián)攪拌器的作用下攪拌50分鐘，攪拌速度200轉(zhuǎn)/分，靜置分層30min，4A分子篩復(fù)合處理后的廢水鎘離子濃度為1.5mg/L，去除率達(dá)到98.5% ;13X分子篩復(fù)合處理后的廢水鎘離子濃度為1.2mg/L，去除率達(dá)到98.8%。
[0031]實(shí)施例3:
[0032]在室溫下25°C下，以市售的13X分子篩與活性氧化鋁在150°C下混合加熱制作復(fù)合吸附材料，用氯化鉻配制400mL濃度為20mg/L的含鉻廢水，調(diào)節(jié)廢水初始pH值為5，復(fù)合吸附材料投加量為1.0g/L，并充分混合，在六聯(lián)攪拌器的作用下攪拌50分鐘，攪拌速度200轉(zhuǎn)/分，靜置分層30min，取上清液。復(fù)合吸附材料處理后的廢水鉻離子去除率達(dá)到了92.
[0033]實(shí)施例4:
[0034]在室溫下25°C下，以市售的4A分子篩與活性氧化鋁在150°C下混合加熱制作復(fù)合吸附材料，用氯化銅配制400mL濃度為400mg/L的含銅廢水，調(diào)節(jié)廢水初始pH值為5，復(fù)合吸附材料投加量為1.5g/L，并充分混合，在六聯(lián)攪拌器的作用下攪拌50分鐘，攪拌速度200轉(zhuǎn)/分，靜置分層30min，取上清液。復(fù)合吸附材料處理后的廢水銅離子去除率達(dá)到了96.
[0035]實(shí)施例5:
[0036]在室溫下25°C下，以市售的4A分子篩和13X分子篩與活性氧化鋁在150°C下混合加熱制作復(fù)合吸附材料，用氯化銅配制400mL濃度為200mg/L的含銅廢水，調(diào)節(jié)廢水初始pH值為7，復(fù)合吸附材料投加量為1.5g/L，并充分混合，在六聯(lián)攪拌器的作用下攪拌50分鐘，攪拌速度200轉(zhuǎn)/分，靜置分層30min，取上清液。復(fù)合吸附材料處理后的廢水銅離子去除率達(dá)到了 99.2%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.重金屬?gòu)U水回收利用方法，其特征在于包括以下步驟: 1)將分子篩與活性氧化鋁按質(zhì)量比1:5混合，并在140-160°c下復(fù)合活化后真空保存； 2)將活化后的復(fù)合吸附材料投入到含重金屬的廢水中，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至5?7，攪拌反應(yīng)，靜置，過(guò)濾； 2)濾液直接排放，濾渣即吸附了重金屬離子的復(fù)合吸附材料常溫下干燥； 3)將吸附了重金屬離子的復(fù)合吸附材料濾渣于飽和氯化鈉溶液中浸泡、攪拌，過(guò)濾所得濾液為重金屬濃縮液，濾渣用去離子水洗滌，得到解吸后的復(fù)合吸附材料； 4)將解吸后的復(fù)合吸附材料烘干得到再生的活性復(fù)合吸附材料，供廢水處理循環(huán)利用；在重金屬濃縮液中加入Na2S.9H20固體粉末，生成硫化物沉淀，回收重金屬。2.如權(quán)利要求1所述重金屬?gòu)U水回收利用方法，其特征在于所述的分子篩為4A分子篩或13X分子篩。3.如權(quán)利要求1所述重金屬?gòu)U水回收利用方法，其特征在于所述的復(fù)合吸附材料的投加量為0.5?1.5g/L04.如權(quán)利要求1所述重金屬?gòu)U水回收利用方法，其特征在于步驟1復(fù)合吸附材料投入到含重金屬的廢水中攪拌反應(yīng)10?60min，靜置10?30min。5.如權(quán)利要求1所述重金屬?gòu)U水回收利用方法，其特征在于所述的重金屬為Pb2+、Cd2+、Cu2+、Ni2+等陽(yáng)離子，濃度為20?400mg/L。6.如權(quán)利要求1所述重金屬?gòu)U水回收利用方法，其特征在于步驟3所述的飽和氯化鈉溶液的用量為所述重金屬?gòu)U水體積的1/5，質(zhì)量濃度為26.5%。7.如權(quán)利要求1所述重金屬?gòu)U水回收利用方法，其特征在于步驟4解吸后的復(fù)合吸附材料烘干溫度為100?110°C，時(shí)間為2?3h。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種重金屬?gòu)U水回收利用方法。將分子篩與活性氧化鋁按質(zhì)量比1:5混合，并在140-160℃下復(fù)合活化后真空保存；投入到含重金屬的廢水中，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至5～7，攪拌反應(yīng)；濾液直接排放；將吸附了重金屬離子的復(fù)合吸附材料濾渣于飽和氯化鈉溶液中浸泡、攪拌，過(guò)濾所得濾液為重金屬濃縮液，濾渣用去離子水洗滌，得到解吸后的復(fù)合吸附材料；烘干得到再生的活性復(fù)合吸附材料循環(huán)利用；在重金屬濃縮液中加入Na2S·9H2O回收重金屬。利用已工業(yè)化生產(chǎn)的4A分子篩和13X分子篩與活性氧化鋁復(fù)合，活性氧化鋁既可以增加分子篩的比表面積，還可以增加分子篩的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，回收方便，減少分子篩粉末的流失。
【IPC分類】B01J20/18, C02F1/28, B01J20/30, C02F101/20, C02F1/52, B01J20/16
【公開(kāi)號(hào)】CN105289562
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510785994
【發(fā)明人】石飛
【申請(qǐng)人】中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)聯(lián)合工程有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月16日