申请日2005.10.08
公开(公告)日2006.05.31
IPC分类号C02F1/62; C02F1/52; C02F1/66
摘要
本发明涉及水处理技术领域，具体地说是涉及硫酸厂排放的含铊(Tl+)及重金属离子(Pb2+、Hg2+、Cd2+、Cu2+等)混合废水的处理方法，该方法处理步骤为：(1)将30～60目的硫酸废渣按1∶6～1∶50的重量比加入pH=1～2的废水中，在常温下搅拌30～40分钟;(2)向步骤(1)所得的混合体系加入碱调节pH至中性(7～8)，并搅拌30分钟;(3)将步骤(2)所得的溶液静置3～4小时后，排放沉淀物上的清液。本发明所述的方法利用硫酸生产过程中自身排放的废渣处理自身排放的废水，同时解决了生产过程中废水和废渣排放的两大技术难题，既方便又经济，而且处理后的废水中铊及重金属的残留量底。
权利要求书
1、一种硫酸厂排放的含铊及重金属混合废水的处理方法，该方法由下列步 骤组成：
(1)将30～60目硫酸废渣按1∶6～1∶50的重量比加入pH=1～2的废 水中，在常温下搅拌30～40分钟;
(2)向步骤(1)所得的混合体系加入碱(Ca(OH)2或NaOH)调节pH 至中性(7～8)，并搅拌30～40分钟;
(3)将步骤(2)所得的溶液静置3～4小时后，排放沉淀物上的清液。
2、根据权利要求1所述的一种硫酸厂排放的含铊及重金属混合废水的处 理方法，其中硫酸废渣与废水的重量比为1∶9～1∶15。
3、根据权利要求1或2所述的一种硫酸厂排放的含铊及重金属混合废水 的处理方法，所加入的碱为氢氧化钙(Ca(OH)2)或\和氢氧化钠(NaOH)。
4、根据权利要求3所述的一种硫酸厂排放的含铊及重金属混合废水的处 理方法，所加入的碱为石灰或生石灰。
说明书
硫酸厂排放的含铊及重金属混合废水的处理方法
技术领域：
本发明涉及水处理技术领域，具体地说是涉及硫酸厂排放的含铊(Tl+)及 重金属离子(Pb2+、Hg2+、Cd2+、Cu2+等)混合废水的处理方法，该方法适 用于含铊及重金属离子混合废水的处理，特别是适用于硫酸厂生产过程中所排 放的废水处理。
背景技术：
硫酸厂排放的废水含Tl+及Pb2+、Hg2+、Cd2+、Cu2+等重金属离子，其中铊 的含量可达400μg/L，其它重金属的含量为1～10mg/L。硫酸厂处理重金属废水 的方法通常是投放石灰沉淀，由于Tl+的氢氧化物溶于水，该方法不能处理铊， 因此一直以来铊都是直接排放进入环境。
硫酸厂排放的废水是重要的铊污染源，全国每年由于生产硫酸直接排入水体 的铊达十余吨，这是一个极大的环境隐患。水中铊的处理方法尚不多见，国家 知识产权局1992年12月23日授权公告了一种“含铊废水处理方法”(公开号为： 1067229)的发明专利。该专利方法需要在酸性环境中依次加入氧化剂、共沉淀 剂和碱后，铊最终以Tl(OH)3形式沉淀下来，因而处理成本较高，并且容易产生 二次污染。本发明的发明人在先向国知局提交了一种“含铊废水的处理方法”(申 请号为：200510034811.4)的发明专利申请，该专利申请采用黄铁矿处理含铊废 水，使铊以Tl2S形式沉淀被除去，在降低成本及防止二次污染方面效果显著;由 于，人们通常所说的重金属不包含铊，为了使该技术能延及除含铊以外的重金 属废水的处理，此后本发明人又提交了一种采用黄铁矿处理重金属(Pb2+、Hg2+、 Cd2+、Cr(VI)、Cu2+等)废水的处理方法(发明名称为：含重金属废水的处理方 法，申请号为：200510035580.9)，该方法使重金属以MS(M为重金属离子)形 式沉淀被除去，同样具有显著的技术效果。但是，硫酸厂排放的废水中铊及重 金属的含量较低，采用黄铁矿处理虽然能达标排放，但尚存在下述不足：1、处 理后废水中重金属离子的残留量不够理想;2、要消耗一定的资源(黄铁矿本身 是一种资源)，不够经济;3、黄铁矿石需粉碎至150～200目以上，容易引起粉 尘污染，处理废水后的黄铁矿在再处置上也较困难。
发明内容：
本发明的目的是提供一种处理硫酸厂排放的含铊及重金属混合废水的处 理方法，该方法具有经济且除净度高的优点。
本发明实现上述目的的技术解决方案是：
一种硫酸厂排放的含铊及重金属混合废水的处理方法，该方法由下列步骤 组成：
(1)将粉碎成30～60目的硫酸废渣按1∶6～1∶50的重量比加入废水中， 在常温下搅拌30～40分钟;
(2)向步骤(1)所得的混合体系加入碱(Ca(OH)2或NaOH)调节pH至中 性(7～8)，并搅拌30～40分钟;
(3)将步骤(2)所得的溶液静置3～4小时后，排放沉淀物上的清液。
本发明上述技术方案中硫酸废渣与废水重量比的较佳范围为1∶9～1∶15。
本发明上述技术方案中所加入的碱为氢氧化钙(Ca(OH)2)或\和氢氧化钠 (NaOH)，最好为石灰或生石灰。
本发明所述方法的起始反应为pH=1～2的酸性环境，以利于硫酸废渣(主 要成分为Fe2O3、Fe3O4)的溶解。反应过程中溶液的pH值由1～2上升至中性， 铁经历了一个由溶出再到产生絮凝吸附的过程，促进了重金属离子的沉淀完 全。因此，这种沉淀是吸附-(共)沉淀的协同作用。所述的吸附-(共)沉 淀过程描述如下：
(1)酸性环境(pH=1～2)有利于硫酸废渣中铁的溶出。
硫酸废渣→Fe3++Fe2+ (1)
(2)随着pH值升高，Fe2+和Fe3+水解产生氢氧化物沉淀
Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓ (2)
Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓ (3)
特别是Fe3+，随着pH值的升高会发生一系列水解反应，形成多种水解产物， 并在水溶液中向胶体态转化，具有絮凝和吸附作用，把吸附的重金属离子网捕 卷带而除去。
(3)当向废水中加碱性溶液时，将出现重金属的氢氧化物沉淀。这些沉淀也 因氢氧化铁的絮凝吸附和矿渣的吸附而沉淀完全。
本发明所述的方法较现有技术具有下列显著的技术效果：
1、处理后的废水中铊及重金属的残留量低，对于CTl=500μg/L，CPb=CCd =CCr(VI)=CCu=10mg/L，CHg=1mg/L的混合废水，除Cr(VI)外的去除率达98% 以上。其中铊的排放浓度达到5μg/L，接近美国环保署制订的饮用水标准(2μg/L); 铅、镉、铜的排放浓度达到4μg/L以下，汞的排放浓度达到10μg/L以下，均远低 于国家排放标准;铬的排放浓度也低于国家排放标准。
2、用含铁的硫酸废渣代替含铁化学试剂作为吸附沉淀剂，特别是利用硫酸 生产过程中自身排放的废渣处理自身排放的废水，同时解决了生产过程中废水 和废渣排放的两大难题，既方便又经济。
3、作为吸附沉淀剂的硫酸废渣的粉碎要求低(30～60目)，加工费用低， 沉淀物的处理也相对方便。
