申请日2012.04.10
公开(公告)日2012.07.25
IPC分类号C02F1/62
摘要
本发明公开了一种工业废水处理用高效捕锌剂及其制备方法，该高效捕锌剂由以下重量比组分制成：硫酸铝10～25%、硫酸亚铁10～20%、硫化钠5～15%、聚合硫酸铁10～25%、水25～35%。本发明高效重金属捕捉剂使废水中的锌去除能够更彻底，通过过滤直接能够达到排放标准，同时对废水的脱色及COD降解具有明显效果，并且占地面积小，处理成本低，处理工艺简单，可操作性强，易于推广使用。
权利要求书
1.工业废水处理用高效捕锌剂，其特征在于该高效捕锌剂由以下重量比组分制成：
硫酸铝10～25%、硫酸亚铁10～20%、硫化钠5～15%、聚合硫酸铁10～25%、水25～35%。
2.根据权利要求1所述的工业废水处理用高效捕锌剂，其特征在于该高效捕锌剂由以下重 量比组分制成：
硫酸铝15～25%、硫酸亚铁15～20%、硫化钠10～15%、聚合硫酸铁10～20%、水30～35%。
3.根据权利要求2所述的工业废水处理用高效捕锌剂，其特征在于该高效捕锌剂由以下重 量比组分制成：
硫酸铝20～25%、硫酸亚铁17.5～20%、硫化钠10～12.5%、聚合硫酸铁15～20%、水 32～35%。
4.一种权利要求1、2或3所述的工业废水处理用高效捕锌剂的制备方法，其特征在于该方 法包括以下步骤：
将硫酸亚铁充分溶解于水中，然后再加入硫酸铝、硫化钠和聚合硫酸铁，混匀后，过 滤，除去滤渣。
说明书
工业废水处理用高效捕锌剂及其制备方法
技术领域
本发明属于水处理领域，具体涉及一种工业废水处理用高效捕锌剂及其制备方法。
背景技术
锌是一种在地球上储量较为丰富的重金属资源。我国锌矿资源储量居世界第二位，锌 资源并广泛应用于现代工业生产如冶炼、制药及食品行业之中。锌是人体健康不可缺少的 元素，它广泛存在于人体肌肉及骨骼中，但是含量甚微，如果超量就会发生严重后果。含 锌废水的排放对人体健康和工农业活动具有严重危害，具有持久性、毒性大、污染严重等 危害，一旦进入环境后不能被生物降解，大多数参与食物链循环，并最终在生物体内积累， 破坏生物体正常生理代谢活动，危害人体健康。随着人类对重金属的开采、冶炼、加工等 生产活动的日益增加，产生的重金属废水无论是从数量上还是种类上都大大增加，造成了 严重的环境污染和资源浪费。因此含锌废水的治理仍然是世界环保领域的重大研究课题。
目前，国内外根据其处理手段的不同，可分为物化法和生物法，根据锌在溶液中存在 的形态不同，常用的处理方法分两类：第一类是使废水中呈溶解状态的锌(II)离子转变 为不溶的重金属化合物，经过沉淀或浮上法从废水中除去，具体方法有化学沉淀法、离子 交换法、吸附法等;第二类是使废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行浓缩和 分离，具体方法有反渗透法、电渗析法、蒸发浓缩法。通常多采用第一种方法，第二种方 法只有在特殊情况下才采用。从90年代开始，世界各国致力于研究微生物法处理含锌废 水，有些已得到了较好的运用。
1、化学沉淀法
锌是一种两性元素，它的氢氧化物不溶于水，并具有弱碱性和弱酸性，故其化学式可 写作：碱式：Zn(OH)2，酸式：H2ZnO2。由于它呈两性、故在强酸或强碱中能溶解。在锌酸盐 溶液中加适量的碱可折出Zn(OH)2白色沉淀，再加过量的碱，沉淀又复溶解;但反之，在锌 酸盐溶液中，加适量酸也可析出Zn(OH)2白色沉淀，再加过量的酸、沉淀又复溶解。锌的 氢氧化合物为两性化合物，pH值过高或过低，均能使沉淀返溶而使出水超标。所以在用 化学沉淀法处理含锌废水的过程中，要注意pH值的控制。
2、生物法
生物法是通过生物有机体或其代谢产物与金属离子之间的相互作用达到净化废水的 目的，具有低成本、环境友好等优点，日趋成为世界各国研究的焦点。生物处理方法根据 其原理不同大致可以分为两类：生物吸附法和生物沉淀法。但是该方法繁琐、成本高。
发明内容
本发明的目的是针对目前重金属去除领域在技术、运行成本、二次污染等方面存在的 缺陷，提供一种环保型工业废水处理用高效捕锌剂。
本发明技术方案是通过以下方式实现的：
一种工业废水处理用高效捕锌剂，该高效捕锌剂由以下重量比组分制成：
硫酸铝10～25%、硫酸亚铁10～20%、硫化钠5～15%、聚合硫酸铁10～25%、水25～35%。 该高效捕锌剂优选由以下重量比组分制成：
硫酸铝15～25%、硫酸亚铁15～20%、硫化钠10～15%、聚合硫酸铁10～20%、水30～35%。 该高效捕锌剂最优选由以下重量比组分制成：
硫酸铝20～25%、硫酸亚铁17.5～20%、硫化钠10～12.5%、聚合硫酸铁15～20%、水32～35%。
各组分重量之和为100%计。
本发明工业废水处理用高效捕锌剂制备方法包括以下步骤：
将硫酸亚铁充分溶解于水中(温度较低时可用热水溶解)，然后分别加入硫酸铝、硫 化钠和聚合硫酸铁，混匀后，过滤，除去滤渣，便得到高效捕锌剂。
本发明工业废水处理用高效捕锌剂(简称：HD-Zn)是专门针对含锌废水开发的高效、 低耗、无毒的环保型重金属去除剂，与市场上现存的大多重金属去除剂不同，本发明HD-Zn 在PH=8～10的弱碱性条件下，利用硫酸亚铁形成的氢氧化物絮凝体以及硫化钠与重金属 离子较强的亲和力形成沉淀物，再加上硫酸铝和聚铁的絮凝、共沉、吸附、架桥等原理， 充分保证了重金属锌的去除率，使废水中的不同形态的锌去除能够更彻底，通过过滤直接 能够达到排放标准，同时对废水中COD同步去除率达60～95%，并且占地面积小，处理成 本低，处理工艺简单，可操作性强，可以推广使用。
HD-Zn极易溶于水，能与水以任何比例混合。先把含锌废水的PH调到8.0～10.0，再 加入含HD-Zn的水溶液，加入稀释药剂后，充分搅拌，静置一段时间，就会出现分层，去 除下层的泥渣。采用本捕锌剂处理后的含锌废水，总锌去除率达98.0%以上，总锌离子浓 度低于0.1PPM，高于国家一级锌离子浓度的达标要求。
所加药剂的量，根据废水中含有重金属锌离子的浓度来确定，金属锌离子浓度高，所 需要加的药剂量大，反之也成立，通常每升废水的投加量是25～150mg。一般处理一吨废 水的成本约1～5元/吨。
除此之外，通过直观现象观察，该产品在杀菌除臭、泡沫及浮泥、污泥脱水方面均有 明显辅助性效果。
重金属锌的去除的时候，本产品主要采用化学沉淀法，在废水中加入高效捕锌剂，再 通过絮凝沉降和过滤，使废水中的总锌含量下降到废水规定的排放标准，具体实施工艺如 下：含锌废水进入污水处理系统后，根据PH值情况，加酸或碱调整废水的PH值到8～10， 使废水中的锌便于捕捉。在絮凝沉淀池中加入高效捕锌剂，对废水中的锌进行捕捉，保证 废水中的重金属锌能够得到大量去除。还可通过滤池过滤去除水体中的残余锌，使水体中 的重金属锌能够达到排放标准。或进一步加入消毒剂，杀死废水中的细菌和病菌等，保证 水质的达标排放。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明。但实施例的具体细节仅用于解释本发明，不 应理解为对本发明总的技术方案的限定。
实施例1
硫酸铝20%、硫酸亚铁20%、硫化钠10%、聚合硫酸铁18%、水32%。
制备方法：将硫酸亚铁充分溶解于水中(温度较低时可用热水溶解)，然后再加入硫 酸铝、硫化钠和聚合硫酸铁，混匀后，经过滤，除去滤渣。
使用方法：先把废水的PH调到8.0～10.0，将上述高效捕锌剂制成含捕锌剂质量浓度 为5%的水溶液，加入到含锌的废水溶液中，充分搅拌，静置30min以上，分层，过滤下层 的泥渣。处理后的含锌废水高于国家一级锌离子浓度的达标要求，COD同步去除率达到 95%，并且对水质脱色效果明显。具体锌含量检测结果如下：
实施例2
硫酸铝25%、硫酸亚铁17.5%、硫化钠12.5%、聚合硫酸铁15%、水30%。
制备方法：将硫酸亚铁充分溶解于水中(温度较低时可用热水溶解)，然后再加入硫 酸铝、硫化钠和聚合硫酸铁，混匀后，经过滤，除去滤渣。
使用方法：先把废水的PH调到8.0～10.0，将上述高效捕锌剂制成含捕锌剂质量浓度 为5%的水溶液，加入到含锌的废水溶液中，充分搅拌，静置30min以上，分层，过滤下层 的泥渣。按照这种方法处理的含锌废水，超过国家一级锌离子浓度的达标要求，COD同步 去除率达到95%，并且对水质脱色效果明显。具体锌含量检测结果如下：
投加量(mg/L) 原水锌(mg/L) 加药后出水锌(mg/L) 总锌去除率(%) 30 6.53 0.07 98.93
实施例3
硫酸铝15%、硫酸亚铁15%、硫化钠15%、聚合硫酸铁20%、水35%。
制备方法：将硫酸亚铁充分溶解于水中(温度较低时可用热水溶解)，然后再加入硫 酸铝、硫化钠和聚合硫酸铁，混匀后，经过滤，除去滤渣。
使用方法：先把废水的PH调到8.0～10.0，将上述高效捕锌剂制成含捕锌剂质量浓度 为5%的水溶液，加入到含锌的废水溶液中，充分搅拌，静置30min以上，分层，过滤下层 的泥渣。按照这种方法处理的含锌废水，超过国家一级锌离子浓度的达标要求，COD同步 去除率达到95%，并且对水质脱色效果明显。具体锌含量检测结果如下：
实施例4
硫酸铝25%、硫酸亚铁10%、硫化钠5%、聚合硫酸铁25%、水35%。
制备方法：将硫酸亚铁充分溶解于水中(温度较低时可用热水溶解)，然后再加入硫 酸铝、硫化钠和聚合硫酸铁，混匀后，经过滤，除去滤渣。
使用方法：先把废水的PH调到8.0～10.0，将上述高效捕锌剂制成含捕锌剂质量浓度 为5%的水溶液，加入到含锌的废水溶液中，充分搅拌，静置30min以上，分层，过滤下层 的泥渣。按照这种方法处理的含锌废水，超过国家一级锌离子浓度的达标要求，COD同步 去除率达到95%，并且对水质脱色效果明显。具体锌含量检测结果如下：
对比例
使用方法：先把废水的PH调到8.0～10.0，将上述高效捕锌剂制成含捕锌剂质量浓度 为5%的水溶液，加入到含锌的废水溶液中，充分搅拌，静置30min以上，分层，过滤下层 的泥渣。
具体捕锌剂种类及锌含量检测结果如下：
