申请日2012.01.30
公开(公告)日2013.07.31
IPC分类号C02F1/52; C02F1/58; C02F1/72
摘要
本发明属于工业废水处理技术领域，特别涉及一种基于双效聚合氯化铝(PACC)的去除水中重金属氰络合物的方法。本发明以含有高含量的Al13形态和活性氯的PACC作为药剂，把重金属氰络合物水处理工艺中的碱性氯化法与混凝去除重金属环节合二为一，既达到了除氰破络合又实现了重金属同步去除的目的，缩短了水处理工艺流程，提高了效率，是一种经济有效、方便快捷、易于操作的新型除重金属氰络合物的技术。
权利要求书
1.一种基于双效聚合氯化铝的去除废水中重金属氰络合物的方法，其特征 是：
按照原水中含有浓度为0.1mmol/L的Me(CN)42-，将原水的pH值用无机 碱调为10～12，投加作为药剂的双效聚合氯化铝，使双效聚合氯化铝在原水 中的总铝含量为12～192mg Al/L、活性氯含量为71～142mg Cl2/L，然后进 行快速搅拌，之后进行慢速搅拌;将水的pH值用无机酸调为7～9之后再进 行慢速搅拌，静止沉淀后，实现氧化絮凝同步进行去除水中Me与CN-;
所述的Me选自Cu2+、Zn2+、Ni2+、Cd2+和pb2+中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的双效聚合氯化铝中的活 性氯含量为4～8g/L，总铝浓度含量为1.35～5.4g/L，Al13形态含量占总铝含 量的60～90%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的快速搅拌的速率为200～ 300rpm。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征是：所述的快速搅拌的时间为 2～5分钟。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的慢速搅拌的速率为20～ 40rpm。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征是：所述的慢速搅拌的时间为 5～40分钟。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的无机酸选自盐酸、硫酸 和硝酸中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的无机碱选自氢氧化钠、 氢氧化钾和氢氧化钙中的一种或几种。
说明书
基于双效聚合氯化铝的去除废水中重金属氰络合物的方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，特别涉及一种基于双效聚合氯化铝 (PACC)的去除水中重金属氰络合物的方法。
背景技术
氰化物是剧毒物质，含氰废水必须先经处理，才可排入水道或河流中。 氰化物被广泛应用于电镀、冶金等行业。作为一种强的络合剂，氰离子(CN-) 能与水中许多金属离子(Me(II)，主要包括：Cu2+、Zn2+、Ni2+、Cd2+、Pb2+) 形成稳定的络合物。因此，当存在大量CN-时，废水中的Me(II)将与CN-络 合，形成性质稳定的重金属氰络合物，如氰化亚铜、氰化锌、氰化镍、氰化 镉、氰化铅、氰化汞等，这又对这些有毒有害的重金属离子的去除造成了极 大困难，成为重金属废水处理的难题。
对于重金属氰络合物废水，主要处理方法有：化学法、离子交换法、活 性炭法、电解法、反渗透法、蒸发浓缩法。其中，化学法具有投资少、工艺 简单的特点，是目前研究和应用最多的方法。化学法主要包括氧化处理法、 中和处理法、凝聚沉淀法等，以及把几种方法组合起来一起使用。碱性氯化 法是最常用的氧化处理法，在碱性条件下通过两个阶段的反应，氯系氧化剂 (液氯、次氯酸钠、二氧化氯等)可以将氰氧化为氮气和二氧化碳。氰被氧 化后，重金属氰络合物随即被破络合，Me(II)从络合物中游离出来，可通过 碱性沉淀、混凝沉淀、吸附过滤等手段得以去除。
本案发明人成功发明了一种制备兼具絮凝与消毒效能的聚合氯化铝 (PACC)的方法(ZL 200310121380.6)，由于PACC含有高含量的Al13形态 和活性氯，因此表现出良好的絮凝和氧化/消毒的双效水处理效能。活性氯是 氯系氧化剂的有效成份，在水中可以与CN-反应生成CNO-，再进一步反应生 成CO2和N2。PACC中活性氯的主要成份是次氯酸(HClO)。 Al13([AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+)是铝的水解-聚合-沉淀一系列反应的中间产物， 除了带有高的正电荷和较强的架桥能力外，预制的Al13聚合体在混凝过程中 较为稳定。研究表明，Al13形态是聚合氯化铝中的最佳凝聚絮凝形态。因此， 采取有效的方法和过程获得高含量Al13形态往往是聚合氯化铝研究与生产的 追求目标。
本发明是基于PACC水处理药剂的特点，发明一种成本低廉、易于操作 的除重金属氰络合物的方法，利用PACC中高活性氯和Al13形态含量，实现 氧化絮凝同步进行去除重金属氰络合物中的CN-和Me(II)。
发明内容
本发明的目的是针对废水中的CN-和Me(II)(Me(II)，主要包括：Cu2+、 Zn2+、Ni2+、Cd2+、pb2+)，提供一种经济有效、方便快捷、易于操作、氧化絮 凝同步进行，基于双效聚合氯化铝(PACC)的去除废水中重金属氰络合物的 方法。
本发明所涉及的PACC去除水中CN-的技术原理在于：第一阶段，在强碱 性条件下，活性氯与CN-反应生成CNO-;第二阶段，在弱碱性条件下，活性 氯进一步与CNO-反应生成了无害的CO2和N2。
本发明所涉及的PACC去除水中Me(II)的技术原理在于：在活性氯的氧 化作用下，重金属氰络合物结构瓦解，其中的Me(II)被游离出来，在弱碱性 条件下，一部分Me(II)会水解沉淀去除，剩余的未水解沉淀尚存在水中的 Me(II)被Al13形态絮凝去除。
基于上述原理，本发明提出了PACC的涉及氧化絮凝同步进行的有效去 除水中重金属氰络合物的方法，从而为含氰和重金属废水治理提供了新的技 术途径。
所述的PACC采用ZL 200310121380.6发明专利所述方法进行制备，通过 调整电解液的铝浓度或调整电解时间将可以获得期望的PACC中活性氯的浓 度和铝的浓度;此外，可选择具有一定盐基度的聚合氯化铝作为电解液，在 具有一定含量Al13形态的条件下，调整电解时间，在PACC中Al13形态保持 不变的情况下，获得PACC中不同的活性氯的浓度。PACC中活性氯含量为4～ 8g/L，总铝浓度含量为1.35～5.4g/L，Al13形态含量占总铝含量的60～90%。
本发明的基于双效聚合氯化铝(PACC)的去除废水中重金属氰络合物的 方法：
按照原水中含有浓度为0.1mmol/L的Me(CN)42-，将原水的pH值用无机 碱调为10～12，使用双效聚合氯化铝(PACC)作为药剂，投加双效聚合氯化 铝(PACC)，使双效聚合氯化铝(PACC)在原水中的总铝含量为12～192mg Al/L、活性氯含量为71～142mg Cl2/L，然后进行快速搅拌，之后进行慢速搅 拌(慢速搅拌的时间一般为5～40分钟);将水的pH值用无机酸调为7～9之 后再进行慢速搅拌(慢速搅拌的时间一般为5～40分钟)，最后静止沉淀。经 上述处理后，可实现氧化絮凝同步进行去除水中Me与CN-，出水Me与CN-的浓度低于现行《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)。
PACC的投加量主要按照两阶段完全氧化去除氰化物所需的活性氯的量 计算，完全氧化1mol的CN-至少需要2.5mol的活性氯，但是活性氯过高会 造成浪费，因此所述的PACC的投加量为：活性氯为71～142mg Cl2/L、总铝 含量为12～192mg Al/L。
所述的Me主要选自Cu2+、Zn2+、Ni2+、Cd2+和pb2+等中的一种或几种。
所述的双效聚合氯化铝中的活性氯含量为4～8g/L，总铝浓度含量为 1.35～5.4g/L，Al13形态含量占总铝含量的60～90%。
所述的快速搅拌的速率一般为200～300rpm。
所述的快速搅拌的时间一般为2～5分钟。
所述的慢速搅拌的速率一般为20～40rpm。
所述的静止沉淀的时间一般为30～60分钟。
所述的无机酸选自盐酸、硫酸和硝酸等中的一种或几种。
所述的无机碱选自氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙等中的一种或几种。
本发明的技术特点如下：
(1)本发明以含有高含量的Al13形态和活性氯的PACC作为药剂，把重 金属氰络合物水处理工艺中的碱性氯化法与混凝去除重金属环节合二为一， 既达到了除氰破络合又实现了重金属同步去除的目的，缩短了水处理工艺流 程，提高了效率，是一种经济有效、方便快捷、易于操作的新型除重金属氰 络合物的技术。
(2)本发明采用具有高含量Al13形态的PACC作为絮凝剂，适应性强， 高效稳定，除重金属效率高，较普通聚合氯化铝除重金属效果提高10%以上。
(3)本发明涉及的除重金属氰络合物的方法适用于含此污染物的工业废 水的处理，按照本发明的方法去除水中除水中Me与CN-，出水Me与CN-的 浓度低于现行《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)。
