申请日2015.05.27
公开(公告)日2015.08.12
IPC分类号C02F1/62; B01J20/12; C02F1/28
摘要
本发明涉及一种固态重金属废水处理剂及使用方法，所述的固态重金属废水处理剂，按质量百分比计，其由下述组分组成：钙基膨润土35～65%，氧化钙5～15%，氧化镁5～10%，三氧化二铁1～15%，碳酸钠2～10%，次氯酸钙2～15%。一种所述固态重金属废水处理剂的使用方法，包括下述步骤：将固态重金属废水处理剂投加到含重金属离子的废水中，连续搅拌5～60min;处理完毕后进行液固分离，出水即为去除重金属离子的排水。经本产品处理后的出水中重金属含量可达到0.5～1ppm以下，中低浓度废水中重金属的去除率可达90～99%以上，可处理电镀、蚀刻液等含重金属的废水。
权利要求书
1.一种固态重金属废水处理剂，其特征在于：按质量百分比计，其由下述组分组成：钙基膨润土35～65%，氧化钙5～15%，氧化镁5～10%，三氧化二铁1～15%，碳酸钠2～10%，次氯酸钙2～15%。
2.根据权利要求1所述的固态重金属废水处理剂，其特征在于：按质量百分比计，其由下述组分组成：钙基膨润土45～65%，氧化钙10～15%，氧化镁5～10%，三氧化二铁5～10%，碳酸钠2～10%，次氯酸钙3～10%。
3.根据权利要求2所述的固态重金属废水处理剂，其特征在于：按质量百分比计，其由下述组分组成：钙基膨润土65%，氧化钙15%，氧化镁10%，三氧化二铁5%，碳酸钠2%，次氯酸钙3%。
4.根据权利要求2所述的固态重金属废水处理剂，其特征在于：按质量百分比计，其由下述组分组成：钙基膨润土45%，氧化钙15%，氧化镁10%，三氧化二铁10%，碳酸钠10%，次氯酸钙10%。
5.一种权利要求1所述固态重金属废水处理剂的使用方法，其特征在于包括下述步骤：将固态重金属废水处理剂投加到含重金属离子的废水中，连续搅拌5～60min,处理完毕后进行液固分离，出水即为去除重金属离子的排水。
6.根据权利要求5所述固态重金属废水处理剂的使用方法，其特征在于：将含重金属离子的废水pH值调整至5.5-7。
7.根据权利要求5或6所述固态重金属废水处理剂的使用方法，其特征在于：处理过程中对废水进行辅助曝气。
说明书
固态重金属废水处理剂及使用方法
技术领域
本发明涉及一种处理低浓度重金属废水的处理剂，涉及含重金属废水中的重金属离子的去除，属于环境保护中废水处理领域。
背景技术
目前国内主要河道中有一半以上受到了中度污染和严重污染。三河三湖的污染虽经大力治理，但治污效果还没有达到预定的要求，治疗效果也不时出现反复。治污的治根之法在于源头治理。因此环保部在2014年开始，建议推行第三方运营体制，其原因在于企业污染治理设施专业化运营后，与污染企业自己运营相比，达标率提高了30%—50%，运营成本节约了10%—20%。随着环境执法力度加大和企业自身需求，第三方运营已被政府提上议程，并有多个县市开展试点，这将成为一个普遍趋势。第三方运营将涉及各个领域，如：生态河道维护，电镀企业、纺织印染企业、生物医药企业等等。
河道的污染多来自于生活污水、企业废水。特别是电镀行业，电镀行业是一个高污染行业，但却是异常重要的产业，影响到众多工件行业的发展。电镀废水含有高浓度的金属离子和有机添加剂，对电镀废水有效治理可以防止环境污染。特别是对金属离子的处理，尤为重要，重金属污染与其它有机化合物的污染不同。因为，重金属在水体中具有富集性，很难在环境中降解。目前中国由于在重金属的开采、冶炼、加工过程中，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入水、土壤引起严重的环境污染。即使浓度不大，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝类体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害。
当环境变化时，水体底泥中的重金属形态还将发生转化并释放造成污染。重金属不能被生物降解，但具有生物累积性，可以直接威胁高等生物包括人类，重金属对土壤的污染具有不可逆转性，已受污染土壤没有治理价值，只能通过前期治理加以回避。因此，水处理中的重金属处理备受重视。而作为最为常用，也最为实用的物化方法就是添加重金属处理剂。
现有的重金属废水多包含：铜、铬、镉、锌、镍等重金属离子，处理剂多采用硫化钠为主体的液体物质，由于硫的大量加入，且控制终点难度很大，导致最后排水中的硫超标，臭味增加。且对于需要后续降低COD生化系统的水处理体系，硫的大量加入更是对生化过程中菌的成活率和效用大大降低，严重阻碍了COD的达标处理。除对COD处理效果的影响外，其本身超标排放也会对外界水体造成危害也很大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种原料易得、不含硫、且不会影响水体COD处理效果的固态重金属废水处理剂。
所述的固态重金属废水处理剂，按质量百分比计，其由下述组分组成：钙基膨润土35～65%，氧化钙5～15%，氧化镁5～10%，三氧化二铁1～15%，碳酸钠2～10%，次氯酸钙2～15%。
优选地，按质量百分比计，其由下述组分组成：钙基膨润土45～65%，氧化钙10～15%，氧化镁5～10%，三氧化二铁5～10%，碳酸钠2～10%，次氯酸钙3～10%。
优选地，按质量百分比计，其由下述组分组成：钙基膨润土65%，氧化钙15%，氧化镁10%，三氧化二铁5%，碳酸钠2%，次氯酸钙3%。
优选地，按质量百分比计，其由下述组分组成：钙基膨润土45%，氧化钙15%，氧化镁10%，三氧化二铁10%，碳酸钠10%，次氯酸钙10%。
一种所述固态重金属废水处理剂的使用方法，包括下述步骤：将固态重金属废水处理剂投加到含重金属离子的废水中，连续搅拌5～60min;处理完毕后进行液固分离，出水即为去除重金属离子的排水。
优选地，将含重金属离子的废水pH值调整至5.5-7。中性接近弱酸性能够促进铁离子释放并增加除重金属效果。
优选地，处理过程中对废水进行辅助曝气。曝气增加CO2 的输入量，使次氯酸钙产生次氯酸。
本发明中各组分的作用机理是：
钙基膨润土：具有丰富的孔隙结构，能够有效吸附金属离子，且钙基性质能够起到部分离子交换的作用，从而促进水体中的金属离子沉淀。
氧化钙、氧化镁：建立体系的强碱性，能够稳定次氯酸钙组份。使得废水中的金属离子在搅拌过程中在膨润土基表面遇到强碱环境而迅速产生沉淀，并吸附在膨润土孔隙当中。
三氧化二铁：在遇到酸性重金属废水时候，微量的三氧化铁立即遇酸形成铁离子，并在碱性条件下产生氢氧化铁絮体，并由此絮体吸附重金属离子。
碳酸钠：碳酸钠中的碳酸根可以沉淀更多种类金属，扩大了此药剂的吸附和处理金属离子种类范围。
次氯酸钙：在曝气(CO2)的协同配合下，产生次氯酸对络合态金属进行氧化，使金属更容易沉降，并且同时产生碳酸钙对金属离子实施沉淀吸附。
本发明的重金属废水处理剂可采用下述方法制备：(I)在室温下将钙基膨润土和碳酸钠放入搅拌器中，加入对应量的氧化钙(100目～5000目)和氧化镁(100目～5000目)，均匀搅拌5-30分钟;(II)将碾细后的三氧化二铁(200目～12000目)，均匀搅拌5-30分钟。(III)，最后在搅拌器内加入次氯酸钙，并均匀搅拌5-30分钟得最终固态重金属废水复合处理剂。
本重金属处理剂添加量约为100～2000ppm(即0.1～1公斤/吨废水)，根据废水中重金属离子的含量不同其用量有所差异。
本发明为固体，无特殊刺激性气味，不具挥发性物质，避免了易燃易爆溶剂的使用，生产操作安全，引入了环保产品环保生产的理念，成本较低，且水处理应用效果突出。经本产品处理后的出水中重金属含量可达到0.5～1ppm以下，中低浓度废水中重金属的去除率可达90～99%以上，可处理电镀、蚀刻液等含重金属的废水。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
取钙基膨润土65%，氧化钙15%，氧化镁10%，三氧化二铁5%，碳酸钠2%，次氯酸钙3%，配成复合重金属处理剂，对金华市某电镀废水中铜、镍进行处理，废水二沉池前段中含铜离子浓度15 ppm，镍离子浓度10ppm。小试时取1L废水，再取2g本发明重金属处理剂加入，辅助曝气30分钟，后进行自然沉降，出水中铜离子浓度为0.4 ppm，镍离子为未检出，去除率超过99%。
实施例2
取钙基膨润土35%，氧化钙15%，氧化镁10%，三氧化二铁15%，碳酸钠10%，次氯酸钙15%，配成复合重金属处理剂，对金华市某电镀废水中铜、镍进行处理，废水二沉池前段中含铜离子浓度15 ppm，镍离子浓度10ppm。小试时取1L废水，再取2g本发明重金属处理剂加入，辅助曝气30分钟，后进行自然沉降，出水中铜离子浓度为0.4 ppm，镍离子为未检出，去除率超过99%。
实施例3
取钙基膨润土50%，氧化钙10%，氧化镁7%，三氧化二铁10%，碳酸钠8%，次氯酸钙15%，配成复合重金属处理剂，对金华市某电镀废水中铜、镍进行处理，废水二沉池前段中含铜离子浓度15 ppm，镍离子浓度10ppm。小试时取1L废水，再取2g本发明重金属处理剂加入，辅助曝气30分钟，后进行自然沉降，出水中铜离子浓度为0.4 ppm，镍离子为未检出，去除率超过99%。
实施例4
将钙基膨润土45%，氧化钙15%，氧化镁10%，三氧化二铁10%，碳酸钠10%，次氯酸钙10%，配成复合重金属处理剂，对杭州市某线路板废水中铜进行处理，废水二沉池前段中含铜离子浓度23 ppm。小试时取1L废水，再取1.5g本发明重金属处理剂加入，辅助曝气30分钟，后进行自然沉降，出水中铜离子浓度为0.5 ppm，去除率超过99%。
实施例5
将钙基膨润土65%，氧化钙15%，氧化镁8%，三氧化二铁5%，碳酸钠3%，次氯酸钙4%，配成复合重金属处理剂，对杭州市某线路板废水中铜进行处理，废水二沉池前段中含铜离子浓度23 ppm。小试时取1L废水，再取1.5g本发明重金属处理剂加入，辅助曝气30分钟，后进行自然沉降，出水中铜离子浓度为0.5 ppm，去除率超过99%。
实施例6
将钙基膨润土59%，氧化钙15%，氧化镁10%，三氧化二铁1%，碳酸钠10%，次氯酸钙5%，配成复合重金属处理剂，对杭州市某线路板废水中铜进行处理，废水二沉池前段中含铜离子浓度23 ppm。小试时取1L废水，再取1.5g本发明重金属处理剂加入，辅助曝气30分钟，后进行自然沉降，出水中铜离子浓度为0.5 ppm，去除率超过99%。
