申请日2010.04.29
公开(公告)日2011.11.09
IPC分类号C02F1/62
摘要
本发明主要研制了一种新型沉淀方法去除工业废水中重金属，在无机化合物溶度积常数的理论基础上，即充分考虑重金属碳酸盐沉淀化合物Ksp值较小(约为10-10)的特性，采用等当量加入10%Na2CO3溶液，使得废水中重金属，以Cu2+，Zn2+和Mn2+为例，经反应在短时间内沉淀完全，再采取4层普通定性滤纸过滤，去除效果达到99%以上。达到国家重金属废水一级排放标准。加入Na2CO3前，若废水为酸性(pH<4)，应调节废水至中性。经查国内外近10年以来文献，表明本发明采用Na2CO3水溶液沉淀废水中的重金属形成中水尚属首次。此方法具有成本低、原理简单、可操作性强、简便、快速和对人体基本无害的特点。
权利要求书
1.本发明的技术特征：根据重金属碳酸盐的溶度积常数值判断，它们在水溶液中的溶解度相当小，可以 沉淀下来。碳酸根离子与水中绝大多数重金属离子生成难溶盐沉淀。举例如下：
Cu2++CO32-→CuCO3↓
Zn2++CO32-→ZnCO3↓
Mn2++CO32-→MnCO3↓等等
此外，CuCO3溶度积常数Ksp为1.4x10-10;ZnCO3溶度积常数Ksp为1.46x10-10;MnCO3溶度积常 数Ksp为2.24x10-11;PbCO3溶度积常数Ksp为3.3x10-14;CdCO3溶度积常数Ksp为1.0x10-12;Hg2CO3溶 度积常数Ksp为3.6x10-17;NiCO3溶度积常数Ksp为1.42x10-7;Ag2CO3溶度积常数Ksp为8.46x10-12。 在碳酸根离子适度过量情况下，这些对人体有害的重金属离子沉淀反应能够向右进行完全。
请求保护范围：不得采取与本发明相关的技术条件及其特征，即采用碳酸盐溶液作为沉淀剂，用于去 除废水中重金属，以及用于废水处理经营活动。
说明书
采用化学沉淀剂碳酸钠去除废水中重金属
技术领域：重金属废水处理
背景技术：
自二十世纪90年代以来，国内外从事废水处理的研究人员大多采用化学法、膜分离技术、生物吸附 和纤维或纳米材料吸附法，或采用沸石等离子交换方法去除工业废水中的重金属。由于普遍存在去除效果 和运营成本诸多原因，因此有关重金属水污染治理尚未完全解决。在我国，重金属水污染主要来自企业生 产环节，例如电镀厂洗涤用水，有色金属企业深加工和钢铁厂。例如，Cu2+大多来自染料和颜料工业，还 有电镀工业。如果人体误食大量Cu2+，会引起急性肾功能衰竭。我国含铜废水允许排放一级标准是 0.5mg/L(总共三级)。过量Zn2+盐会使蛋白质发生沉淀，能够灼烧和腐蚀皮肤。我国含锌废水允 许排放一级标准是2.0mg/L(总共三级)。它们是经常会对环境产生污染的元素。含Mn2+废水主 要来自合成脂肪酸工业和化肥施用等。如果Mn2+超标将引起慢性锰中毒，会发生神经衰弱综合征 和神经功能障碍。我国含锰废水允许排放一级标准是2.0mg/L(总共三级)。国外根据最新的水处 理技术，制订了不同的排放标准，例如美国废水中Pb2+排放标准为100μg/L;Ag+排放标准为 5μg/L;Cu2+排放标准为20μg/L;Zn2+排放标准为1mg/L;Mn2+排放标准为1mg/L等。英国废 水中Cu2+排放标准为0.75mg/L，Zn2+为0.75mg/L。
经查国内外近10年以来文献，表明本发明采用饱和Na2CO3水溶液沉淀废水中的重金属，形成中水尚 属首次。此方法具有经济上价格低廉、简便、快速、环保、对人体危害少的优点。
发明内容：
(1)试剂和装置：10%Na2CO3水溶液;漏斗;滤纸
(2)适用条件：pH>4弱酸性和中性包括碱性重金属废水
(3)原理：根据重金属碳酸盐的溶度积常数值判断，它们在水溶液中的溶解度相当小，可 以沉淀下来。反应原理是：碳酸根离子与水中绝大多数重金属离子生成难溶盐沉淀。举例如下：
Cu2++CO32-→CuCO3↓
Zn2++CO32-→ZnCO3↓
Mn2++CO32-→MnCO3↓等等
文献中列出的CuCO3溶度积常数Ksp为1.4×10-10;ZnCO3溶度积常数Ksp为1.46×10-10;MnCO3溶 度积常数Ksp为9×10-11;PbCO3溶度积常数Ksp为3.3×10-14;CdCO3溶度积常数Ksp为1.0×10-12;Hg2CO3溶度积常数Ksp为3.6×10-17;NiCO3溶度积常数Ksp为1.42×10-7;Ag2CO3溶度积常数Ksp为8.46×10-12。 在碳酸根离子适度过量情况下，对人体有害的重金属离子沉淀反应能够向右进行完全。经过滤，重金属去 除效果高于99.5%。具有很好的净化效果。实验结果能达到我国和基本达到美国重金属废水排放标准。
