廢水中重金屬污染處理方法

 含重金屬離子廢水對環境的污染有以下幾個方面的特點 ： ① 重金屬污染物在自然環境中不能自行分解為無害物質，而只能發生形態的改變或在不同相之間進行轉移，在這些過程中其毒性并未得到根本性的消除，若處置稍有不當，重金屬離子會返溶于水中，重新產生危害，形成“二次污染”； ② 生物體從環境中攝取重金屬，經過食物鏈的生物放大作用，逐漸地在較高級的生物體內富集起來； ③ 重金屬進入人體后能夠和生理高分子物質發生強烈的相互作用而使之失去活性，也可能積累在人體中造成慢性中毒，而這種積累性危害有時需要十多年才顯現出來。

含重金屬污染廢水的處理方法，包括以下步驟：將污染廢水注入重金屬吸附沉淀池中，并采用氫氧化鐵/協同改性納米纖維素吸附劑作為濾料，對污染廢水進行吸附處理;將吸附處理后的污染廢水注入到混凝沉淀池中，并在廢水中加入絮凝劑，將廢水的pH調節至7?10，攪拌處理15?20min，靜置沉淀1?4h，然后進行固液分離，得到含有重金屬離子的污泥和凈化后的廢水;將吸附有重金屬的氫氧化鐵/協同改性納米纖維素吸附劑進行脫吸附處理，回收重金屬，并將步驟(2)得到的含有重金屬離子的污泥通過濕法或干法冶煉回收重金屬。該方法可以有效除去污染廢水中的重金屬離子，效率高，對水體無二次污染。1.含重金屬污染廢水的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)調節含重金屬污染廢水的pH為2-6，然后將其注入重金屬吸附沉淀池中，該重金屬吸附沉淀池和濾池構造相同，并采用氫氧化鐵/協同改性納米纖維素吸附劑作為濾料，對污染廢水進行吸附處理;其中，所述氫氧化鐵/協同改性納米纖維素吸附劑的制備方法為：將氯化鐵、氯化鋁加入到納米纖維素的懸浮液中，常溫下逐滴加入氫氧化鈉溶液混合攪拌進行反應50-100min，然后用冷凍干燥儀進行冷凍干燥處理48h后制得;

(2)將吸附處理后的污染廢水注入到混凝沉淀池中，并在廢水中加入絮凝劑，將廢水的pH調節至7-10，攪拌處理15-20min，靜置沉淀1-4h，然后采用臥式轉筒離心機進行固液分離，得到含有重金屬離子的污泥和凈化后的廢水;

(3)將吸附有重金屬的氫氧化鐵/協同改性納米纖維素吸附劑進行脫吸附處理，回收重金屬，并將步驟(2)得到的含有重金屬離子的污泥通過濕法或干法冶煉回收重金屬。

2.含重金屬污染廢水的處理方法，其特征在于：步驟(1)中，吸附處理時，吸附層的高度為0.5-1m，吸附池中水力負荷為8-12m/h，空床接觸時間為30-60min。3.如權利要求1所述的一種含重金屬污染廢水的處理方法，其特征在于：所述氯化鐵、氯化鋁、氫氧化鈉的摩爾比為1:1:(2-8)。

4.含重金屬污染廢水的處理方法，其特征在于：所述納米纖維素的用量為氯化鐵、氯化鋁總重量的30-50%。

5.含重金屬污染廢水的處理方法，其特征在于，所述納米纖維素的制備方法包括以下步驟：

(a)將干燥的竹漿紙粉碎后分散于去離子水中，添加TEMPO試劑和，攪拌混合20-50min，然后加入次氯酸鈉進行氧化，調節懸浮液的pH至9-11，然后去除多余的TEMPO試劑;

(b)在800-1000W功率下對步驟(a)制得的懸浮液進行超聲處理1-2h，然后用蒸餾水稀釋懸浮液至濃度為0.5wt%，后在20000rpm下均質處理1-3h，得到納米纖維素。

6.含重金屬污染廢水的處理方法，其特征在于：步驟(a)中，所述懸浮液的固液比為1：(70-90)。

7.含重金屬污染廢水的處理方法，其特征在于：步驟(2)中，所述絮凝劑為聚合氯化鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺的混合物，三者質量比為1:1：(0.45-0.8)。

8.一種含重金屬污染廢水的處理方法，其特征在于：步驟(2)中，所述凝劑的添加量為1-2mg/L。

含重金屬污染廢水的處理方法

技術領域：

本發明涉及環境污染治理領域，具體的涉及一種含重金屬污染廢水的處理方法。

背景技術：

隨著現代工業的迅速發展，環境污染越來越嚴重，城市污水的大量被排放至環境中，若不經處理就直接排入地面水體，會使河流、湖泊、土壤受到污染。大量含有重金屬的廢水是水環境中的主要污染物之一，更是對環境污染、對人類危害嚴重的工業廢水之一，其主要來源于電鍍、冶金、化工、漂洗等工業廢水。重金屬(如含鎘、萊、鉛、銅等)廢水污染具有持久性、生物富集性、放大性等作用，而且有著顯著的生物毒性，微量的濃度便可產生毒性，因此，如何治理重金屬廢水已經受到各界的普遍重視。

目前，用于去除污水中重金屬離子的有效分離工藝有：沉淀、離子交換、電化學處理、膜技術、蒸發凝固、反滲透和電滲析等，但這些技術的應用有時受工藝和經濟的限制，所以，尋找一種較為廉價的污水凈化材料，降低污水處理的成本，提高凈化效率已成為環境保護中亟待解決的問題。

發明內容：

提供了一種含重金屬污染廢水的處理方法，該方法可以有效除去污染廢水中的重金屬，采用吸附處理和混凝沉淀相結合的方式來處理，使用的吸附劑吸附量大，效率高，操作簡單，且吸附劑可以再生回收利用，節約了成本。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種含重金屬污染廢水的處理方法，包括以下步驟：

(1)調節含重金屬污染廢水的pH為2-6，然后將其注入重金屬吸附沉淀池中，該重金屬吸附沉淀池和濾池構造相同，并采用氫氧化鐵/協同改性納米纖維素吸附劑作為濾料，對污染廢水進行吸附處理;

其中，所述氫氧化鐵/協同改性納米纖維素吸附劑的制備方法為：將氯化鐵、氯化鋁加入到納米纖維素的懸浮液中，常溫下逐滴加入氫氧化鈉溶液混合攪拌進行反應50-100min，然后用冷凍干燥儀進行冷凍干燥處理48h后制得;

(2)將吸附處理后的污染廢水注入到混凝沉淀池中，并在廢水中加入絮凝劑，將廢水的pH調節至7-10，攪拌處理15-20min，靜置沉淀1-4h，然后采用臥式轉筒離心機進行固液分離，得到含有重金屬離子的污泥和凈化后的廢水;

(3)將吸附有重金屬的氫氧化鐵/協同改性納米纖維素吸附劑進行脫吸附處理，回收重金屬，并將步驟(2)得到的含有重金屬離子的污泥通過濕法或干法冶煉回收重金屬。

作為上述技術方案的優選，步驟(1)中，吸附處理時，吸附層的高度為0.5-1m，吸附池中水力負荷為8-12m/h，空床接觸時間為30-60min。

作為上述技術方案的優選，所述氯化鐵、氯化鋁、氫氧化鈉的摩爾比為1:1:(2-8)。

作為上述技術方案的優選，所述納米纖維素的用量為氯化鐵、氯化鋁總重量的30-50%。

作為上述技術方案的優選，所述納米纖維素的制備方法包括以下步驟：

(a)將干燥的竹漿紙粉碎后分散于去離子水中，添加TEMPO試劑和，攪拌混合20-50min，然后加入次氯酸鈉進行氧化，調節懸浮液的pH至9-11，然后去除多余的TEMPO試劑;

(b)在800-1000W功率下對步驟(a)制得的懸浮液進行超聲處理1-2h，然后用蒸餾水稀釋懸浮液至濃度為0.5wt%，后在20000rpm下均質處理1-3h，得到納米纖維素。

作為上述技術方案的優選，步驟(a)中，所述懸浮液的固液比為1：(70-90)。

作為上述技術方案的優選，步驟(2)中，所述絮凝劑為聚合氯化鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺的混合物，三者質量比為1:1：(0.45-0.8)。

作為上述技術方案的優選，步驟(2)中，所述絮凝劑的添加量為1-2mg/L。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

本發明采用和氫氧化鐵對納米纖維素進行改性，制得的吸附劑對重金屬離子具有很強的吸附，吸附容量達到32.02mg/g，切可實現解吸附，重新利用;

本發明在混凝沉淀處理過程中采用聚合氯化鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺的混合物，并控制三者質量比為1:1：(0.45-0.8);其除去重金屬離子效果好，添加量少，節約了成本;

本發明可有效除去廢水中的重金屬離子，且對水體無二次污染，操作簡單，成本低。

具體實施方式：

為了更好的理解本發明，下面通過實施例對本發明進一步說明，實施例只用于解釋本發明，不會對本發明構成任何的限定。

實施例1

一種含重金屬污染廢水的處理方法，包括以下步驟：

(1)調節含重金屬污染廢水的pH為2-6，然后將其注入重金屬吸附沉淀池中，該重金屬吸附沉淀池和濾池構造相同，并采用氫氧化鐵/協同改性納米纖維素吸附劑作為濾料，對污染廢水進行吸附處理;

其中，吸附處理時，吸附層的高度為0.5m，吸附池中水力負荷為8m/h，空床接觸時間為30mn;

所述氫氧化鐵/協同改性納米纖維素吸附劑的制備方法為：

(a)將干燥的竹漿紙粉碎后分散于去離子水中，添加TEMPO試劑和，攪拌混合20min，然后加入次氯酸鈉進行氧化，調節懸浮液的pH至9-11，然后去除多余的TEMPO試劑;所述懸浮液的固液比為1：70;

(b)在800W功率下對步驟(a)制得的懸浮液進行超聲處理2h，然后用蒸餾水稀釋懸浮液至濃度為0.5wt%，后在20000rpm下均質處理1h，得到納米纖維素;

(c)將氯化鐵、氯化鋁加入到納米纖維素的懸浮液中，常溫下逐滴加入氫氧化鈉溶液混合攪拌進行反應50min，然后用冷凍干燥儀進行冷凍干燥處理48h后制得;所述氯化鐵、氯化鋁、氫氧化鈉的摩爾比為1:1:2;所述納米纖維素的用量為氯化鐵、氯化鋁總重量的30%;

(2)將吸附處理后的污染廢水注入到混凝沉淀池中，并在廢水中加入1mg/L的絮凝劑，將廢水的pH調節至7-10，攪拌處理15min，靜置沉淀1h，然后采用臥式轉筒離心機進行固液分離，得到含有重金屬離子的污泥和凈化后的廢水;所述絮凝劑為聚合氯化鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺的混合物，三者質量比為1:1：0.45;

(3)將吸附有重金屬的氫氧化鐵/協同改性納米纖維素吸附劑進行脫吸附處理，回收重金屬，并將步驟(2)得到的含有重金屬離子的污泥通過濕法或干法冶煉回收重金屬。

實施例2

一種含重金屬污染廢水的處理方法，包括以下步驟：

(1)調節含重金屬污染廢水的pH為2-6，然后將其注入重金屬吸附沉淀池中，該重金屬吸附沉淀池和濾池構造相同，并采用氫氧化鐵/協同改性納米纖維素吸附劑作為濾料，對污染廢水進行吸附處理;

其中，吸附處理時，吸附層的高度為1m，吸附池中水力負荷為12m/h，空床接觸時間為60min;

所述氫氧化鐵/協同改性納米纖維素吸附劑的制備方法為：

(a)將干燥的竹漿紙粉碎后分散于去離子水中，添加TEMPO試劑和，攪拌混合50min，然后加入次氯酸鈉進行氧化，調節懸浮液的pH至9-11，然后去除多余的TEMPO試劑;所述懸浮液的固液比為1：90;

(b)在1000W功率下對步驟(a)制得的懸浮液進行超聲處理2h，然后用蒸餾水稀釋懸浮液至濃度為0.5wt%，后在20000rpm下均質處理3h，得到納米纖維素;

(c)將氯化鐵、氯化鋁加入到納米纖維素的懸浮液中，常溫下逐滴加入氫氧化鈉溶液混合攪拌進行反應100min，然后用冷凍干燥儀進行冷凍干燥處理48h后制得;所述氯化鐵、氯化鋁、氫氧化鈉的摩爾比為1:1:8;所述納米纖維素的用量為氯化鐵、氯化鋁總重量的50%;

(2)將吸附處理后的污染廢水注入到混凝沉淀池中，并在廢水中加入2mg/L的絮凝劑，將廢水的pH調節至7-10，攪拌處理20min，靜置沉淀4h，然后采用臥式轉筒離心機進行固液分離，得到含有重金屬離子的污泥和凈化后的廢水;所述絮凝劑為聚合氯化鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺的混合物，三者質量比為1:1：0.8;

(3)將吸附有重金屬的氫氧化鐵/協同改性納米纖維素吸附劑進行脫吸附處理，回收重金屬，并將步驟(2)得到的含有重金屬離子的污泥通過濕法或干法冶煉回收重金屬。

實施例3

一種含重金屬污染廢水的處理方法，包括以下步驟：

(1)調節含重金屬污染廢水的pH為2-6，然后將其注入重金屬吸附沉淀池中，該重金屬吸附沉淀池和濾池構造相同，并采用氫氧化鐵/協同改性納米纖維素吸附劑作為濾料，對污染廢水進行吸附處理;

其中，吸附處理時，吸附層的高度為0.6m，吸附池中水力負荷為9m/h，空床接觸時間為40min;

所述氫氧化鐵/協同改性納米纖維素吸附劑的制備方法為：

(a)將干燥的竹漿紙粉碎后分散于去離子水中，添加TEMPO試劑和，攪拌混合30min，然后加入次氯酸鈉進行氧化，調節懸浮液的pH至9-11，然后去除多余的TEMPO試劑;所述懸浮液的固液比為1：75;

(b)在850W功率下對步驟(a)制得的懸浮液進行超聲處理1.3h，然后用蒸餾水稀釋懸浮液至濃度為0.5wt%，后在20000rpm下均質處理1.5h，得到納米纖維素;

(c)將氯化鐵、氯化鋁加入到納米纖維素的懸浮液中，常溫下逐滴加入氫氧化鈉溶液混合攪拌進行反應60min，然后用冷凍干燥儀進行冷凍干燥處理48h后制得;所述氯化鐵、氯化鋁、氫氧化鈉的摩爾比為1:1:4;所述納米纖維素的用量為氯化鐵、氯化鋁總重量的35%;

(2)將吸附處理后的污染廢水注入到混凝沉淀池中，并在廢水中加入1.2mg/L的絮凝劑，將廢水的pH調節至7-10，攪拌處理15min，靜置沉淀2h，然后采用臥式轉筒離心機進行固液分離，得到含有重金屬離子的污泥和凈化后的廢水;所述絮凝劑為聚合氯化鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺的混合物，三者質量比為1:1：0.56;

(3)將吸附有重金屬的氫氧化鐵/協同改性納米纖維素吸附劑進行脫吸附處理，回收重金屬，并將步驟(2)得到的含有重金屬離子的污泥通過濕法或干法冶煉回收重金屬。

實施例4

一種含重金屬污染廢水的處理方法，包括以下步驟：

(1)調節含重金屬污染廢水的pH為2-6，然后將其注入重金屬吸附沉淀池中，該重金屬吸附沉淀池和濾池構造相同，并采用氫氧化鐵/協同改性納米纖維素吸附劑作為濾料，對污染廢水進行吸附處理;

其中，吸附處理時，吸附層的高度為0.7m，吸附池中水力負荷為10m/h，空床接觸時間為45min;

所述氫氧化鐵/協同改性納米纖維素吸附劑的制備方法為：

(a)將干燥的竹漿紙粉碎后分散于去離子水中，添加TEMPO試劑和，攪拌混合40min，然后加入次氯酸鈉進行氧化，調節懸浮液的pH至9-11，然后去除多余的TEMPO試劑;所述懸浮液的固液比為1：80;

(b)在900W功率下對步驟(a)制得的懸浮液進行超聲處理1.6h，然后用蒸餾水稀釋懸浮液至濃度為0.5wt%，后在20000rpm下均質處理2h，得到納米纖維素;

(c)將氯化鐵、氯化鋁加入到納米纖維素的懸浮液中，常溫下逐滴加入氫氧化鈉溶液混合攪拌進行反應70min，然后用冷凍干燥儀進行冷凍干燥處理48h后制得;所述氯化鐵、氯化鋁、氫氧化鈉的摩爾比為1:1:6;所述納米纖維素的用量為氯化鐵、氯化鋁總重量的40%;

(2)將吸附處理后的污染廢水注入到混凝沉淀池中，并在廢水中加入1.6mg/L的絮凝劑，將廢水的pH調節至7-10，攪拌處理20min，靜置沉淀3h，然后采用臥式轉筒離心機進行固液分離，得到含有重金屬離子的污泥和凈化后的廢水;所述絮凝劑為聚合氯化鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺的混合物，三者質量比為1:1：0.65;

(3)將吸附有重金屬的氫氧化鐵/協同改性納米纖維素吸附劑進行脫吸附處理，回收重金屬，并將步驟(2)得到的含有重金屬離子的污泥通過濕法或干法冶煉回收重金屬。

實施例5

一種含重金屬污染廢水的處理方法，包括以下步驟：

(1)調節含重金屬污染廢水的pH為2-6，然后將其注入重金屬吸附沉淀池中，該重金屬吸附沉淀池和濾池構造相同，并采用氫氧化鐵/協同改性納米纖維素吸附劑作為濾料，對污染廢水進行吸附處理;

其中，吸附處理時，吸附層的高度為0.8m，吸附池中水力負荷為11m/h，空床接觸時間為50min;

所述氫氧化鐵/協同改性納米纖維素吸附劑的制備方法為：

(a)將干燥的竹漿紙粉碎后分散于去離子水中，添加TEMPO試劑和，攪拌混合40min，然后加入次氯酸鈉進行氧化，調節懸浮液的pH至9-11，然后去除多余的TEMPO試劑;所述懸浮液的固液比為1：85;

(b)在950W功率下對步驟(a)制得的懸浮液進行超聲處理1.6h，然后用蒸餾水稀釋懸浮液至濃度為0.5wt%，后在20000rpm下均質處理2.5h，得到納米纖維素;

(c)將氯化鐵、氯化鋁加入到納米纖維素的懸浮液中，常溫下逐滴加入氫氧化鈉溶液混合攪拌進行反應80min，然后用冷凍干燥儀進行冷凍干燥處理48h后制得;所述氯化鐵、氯化鋁、氫氧化鈉的摩爾比為1:1:7;所述納米纖維素的用量為氯化鐵、氯化鋁總重量的45%;

(2)將吸附處理后的污染廢水注入到混凝沉淀池中，并在廢水中加入1.6mg/L的絮凝劑，將廢水的pH調節至7-10，攪拌處理20min，靜置沉淀3.5h，然后采用臥式轉筒離心機進行固液分離，得到含有重金屬離子的污泥和凈化后的廢水;所述絮凝劑為聚合氯化鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺的混合物，三者質量比為1:1：0.7;

(3)將吸附有重金屬的氫氧化鐵/協同改性納米纖維素吸附劑進行脫吸附處理，回收重金屬，并將步驟(2)得到的含有重金屬離子的污泥通過濕法或干法冶煉回收重金屬。