CN105858832A - 一种处理重金属废水的材料及方法 - Google Patents
一种处理重金属废水的材料及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105858832A CN105858832A CN201610224584.XA CN201610224584A CN105858832A CN 105858832 A CN105858832 A CN 105858832A CN 201610224584 A CN201610224584 A CN 201610224584A CN 105858832 A CN105858832 A CN 105858832A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heavy metal
- magnesite
- water
- metal wastewater
- magnesium carbonate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
本发明公开了一种处理重金属废水的方法,其特征在于由AB两种材料的颗粒按照一定比例混合构成处理重金属废水的材料。所述材料A制备方法是把菱镁矿在700‑900℃煅烧,粉碎过200目,加水成型为2‑10mm颗粒,自然养护,获得由氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁构成的具有颗粒强度的复合材料。材料B是凹凸棒石白云岩破碎、筛分获得2‑10mm的颗粒材料。把AB两种材料按照质量比1:1‑10:1的比例混合用于处理含重金属废水。
Description
技术领域
本发明属于废水处理和非金属矿产资源利用技术领域,涉及水处理材料及方法。
背景技术
我国每年有数百亿立方米的含重金属的废水,包括矿山、冶炼、电解、电镀、农药、医药、油漆、化工、颜料等行业的废水。重金属废水排放导致河流、湖泊沉积物,尤其是土壤受到重金属污染,不仅破坏了生态环境,而且可以通过食物链富集进入人体威胁人类身体健康。
目前国内外重金属废水的处理方法可以分为两大类:一类是使废水中呈溶解状态的重金属离子转变为不溶的重金属化合物,再经过沉淀或浮选分离从废水中去除。常用的方法有氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法、氧化还原沉淀法、离子浮选法、电解法、隔膜电解法、生物法等。这些方法中最常用是氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法和氧化还原沉淀法。但共同存在的问题是,沉淀颗粒细小,需要沉淀池,新生细小颗粒很难与水完全分离,水处理效果不稳定,沉淀污泥量大、含水率高、处理困难。在硫化物沉淀法中,沉淀剂很难控制适量,易造成二次污染。离子浮选法、电解法、隔膜电解法等几种方法因处理成本高、***复杂、维护困难而很少使用。
另一类方法是在不改变重金属离子化学形态的条件下进行吸附、浓缩和分离,具体方法有反渗透法、电渗析法、膜分离法、蒸发浓缩法、吸附法、离子交换法、溶剂萃取法等,其中广泛关注的是吸附法。吸附法处理重金属废水普遍使用的材料是廉价矿物材料,如膨润土、沸石、海泡石、凹凸棒石、磁黄铁矿、针铁矿等。这些矿物材料或者改性产品对废水中Cd2+、Pb2+、Hg2+、Cu2+等具有较强的吸附作用,但吸附容量有限,一些吸附材料由于具有胶体性质,固液分离和污泥脱水也比较困难。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处,提供一种处理重金属离子废水的材料及方法,以期达到重金属废水稳定处理、深度处理、无害化处理以及资源回收。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是:
选择菱镁矿块状矿石和凹凸棒石白云岩作为原料分别经过煅烧、破碎、筛分制备AB两种颗粒材料,把制备的AB两种颗粒材料按照质量比1:1-10:1的比例混合构成处理重金属废水的材料;
所述的材料A制备具体步骤是:选择菱镁矿块状矿石,其中碳酸镁的含量不小于80%;在700-900℃煅烧菱镁矿,粉碎过200目,加水成型为2-10mm颗粒,自然养护,获得由氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁构成的复合材料;
或者先把菱镁矿粉碎过200目,然后在在700-900℃煅烧,加水成型为2-10mm颗粒,自然养护,获得由氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁构成的具有颗粒强度的复合材料;
所述的材料B制备具体步骤是:选择凹凸棒石粘土矿中的凹凸棒石白云岩,其中白云石含量为大于60%,破碎、筛分获得2-10mm颗粒材料。
所述处理重金属废水的材料使用方法,其特征在于:AB两种材料按照质量比1:1-10:1的比例混合使用;
把该混合颗粒材料均匀投入到处理含重金属废水的中和池中,铺设厚度10-50cm,重金属废水从颗粒内部渗透和表面流过,中和并诱导重金属沉淀,形成的重金属沉淀被颗粒物吸附过滤截留;
当出水pH低于7.5或者重金属超过排放标准时,向中和池中均匀补加10cm厚的颗粒材料继续运行;
当中和池底部沉积物积累达到预计高度影响中和反应时,停止废水处理,清除池中的沉积物,重新铺设上述材料开始水处理运行。
所述重金属废水中重金属离子包括Cd2+、Hg2+、Ag+、Pb2+、Cu2+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Mn2+和/或Fe2+,所述重金属废水中重金属离子浓度为0.5~200mg/L。
本发明的积极效果体现在:
700-900℃煅烧菱镁矿的产物主要成分是氧化镁,具有水化、缓慢溶解释放羟基的作用,并与粘土质白云岩构成pH缓冲体系,处理重金属废水的过程中出水pH维持在8-10之间,在该pH值下氧化镁和白云石的诱导沉淀作用把重金属离子转变成为氢氧化物和/或碳酸盐。
煅烧菱镁矿、凹凸棒石白云岩都具有多孔结构特性,废水中的重金属可以扩散进入颗粒内部发生水-矿物界面反应,提高了反应比表面积,金属离子可以在材料颗粒内部空隙沉淀,提高了固定重金属的容量。
AB混合原料中主要成分是氧化镁,中和矿山废水等含硫酸盐废水的过程,产物主要易溶的镁盐,少有硫酸钙结晶沉淀,减少了固体废弃物的量。
本发明处理重金属废水技术方法的优点是:出水pH稳定,不需要固液分离,材料具有中和诱导重金属离子沉淀反应活性,固定重金属的容量大,产物含水率低,便于沉淀污泥的处置和重金属的回收。
具体实施方式
本发明的非限定性实施步骤如下:
实施例1
选择菱镁矿块状矿石,其中碳酸镁的含量90%;
在700-900℃煅烧菱镁矿,粉碎过200目,加水成型为2-10mm颗粒,自然养护,获得由氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁构成的具有颗粒强度的复合材料;
选择凹凸棒石粘土矿中的凹凸棒石白云岩,其中白云石含量为75%,破碎、筛分获得2-3mm获得颗粒材料B。
把AB两种材料按照质量比5:1比例混合使用;
把该混合颗粒材料加入到Ф20mm高500mm的实验柱中,铺设30cm厚;
本实施例配制含Pb2+50mg/L的水溶液,调整废水的pH值为4-4.5,作为模拟重金属废水;
把配制的模拟废水用蠕动泵输送按照水力停留时间30min自下而上流过颗粒层,定期取样检测出水的pH和Pb浓度,结果表明在运行的10天内出水pH和Pb浓度都满足排放要求。
实施例2
选择菱镁矿块状矿石,其中碳酸镁的含量90%;
先把菱镁矿粉碎过200目,然后在在700-900℃煅烧,加水成型为2-10mm颗粒,自然养护,获得由氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁构成的具有颗粒强度的复合材料;
选择凹凸棒石粘土矿中的凹凸棒石白云岩,其中白云石含量为75%,破碎、筛分获得4-10mm获得颗粒材料B。
把AB两种材料按照质量比2:1比例混合使用;
把该混合颗粒材料加入到Ф20mm高500mm的实验柱中,铺设30cm厚;
本实施例配制含Cu2+50mg/L的水溶液,调整废水的pH值为4,作为模拟重金属废水;
把配制的模拟废水用蠕动泵输送按照水力停留时间30min自下而上流过颗粒层,定期取样检测出水的pH和Cu浓度,结果表明出水pH和Cu浓度都满足排放要求。
Claims (2)
1.一种处理重金属废水的材料,其特征在于由AB两种颗粒状材料按照质量比1:1-10:1的比例混合构成处理重金属废水的材料;
所述的材料A制备具体步骤是:
把菱镁矿块状矿石,其中碳酸镁的含量不小于80%;
在700-900℃煅烧菱镁矿,粉碎过200目,加水成型为2-10mm颗粒,自然养护,获得由氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁构成的具有颗粒强度的复合材料;
或者先把菱镁矿粉碎过200目,然后在在700-900℃煅烧,加水成型为2-10mm颗粒,自然养护,获得由氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁构成的具有颗粒强度的复合材料;
所述的材料B制备具体步骤是:
选择凹凸棒石粘土矿中的凹凸棒石白云岩,其中白云石含量为大于60%,破碎、筛分获得2-10mm获得颗粒材料。
2.根据专利要求1所述一种处理重金属废水的材料使用方法, 其特征在于:AB两种材料按照质量比1:1-10:1的比例混合使用;
把该混合颗粒材料均匀投入到处理含重金属废水的中和池中,铺设厚度10-50cm,含重金属废水从颗粒内部渗透和表面流过,中和并诱导重金属沉淀,形成的重金属沉淀被颗粒物吸附过滤截留;
当出水pH低于7.5或者重金属超过排放标准时,向中和池中均匀补加10cm厚的颗粒材料继续水处理运行;
当中和池底部沉积物积累达到预计高度影响中和反应时,停止废水处理,清除池中的沉积物,重新铺设上述材料开始水处理运行。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610224584.XA CN105858832A (zh) | 2016-04-12 | 2016-04-12 | 一种处理重金属废水的材料及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610224584.XA CN105858832A (zh) | 2016-04-12 | 2016-04-12 | 一种处理重金属废水的材料及方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105858832A true CN105858832A (zh) | 2016-08-17 |
Family
ID=56637577
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610224584.XA Pending CN105858832A (zh) | 2016-04-12 | 2016-04-12 | 一种处理重金属废水的材料及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105858832A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107456944A (zh) * | 2017-09-26 | 2017-12-12 | 南京乐透思环保科技有限公司 | 一种无机复合材料、制备方法及其在污水处理中用于去除重金属离子的用途 |
CN107698009A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-02-16 | 东南大学 | 一种去除重金属的含碳镁盐材料及其制备方法和应用 |
CN108658194A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-10-16 | 合肥工业大学 | 一种除磷复合材料的制备方法及其应用 |
CN110697964A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-01-17 | 方小兵 | 一种去除污水中重金属的方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004330018A (ja) * | 2003-05-02 | 2004-11-25 | Amusu Engineering:Kk | 土壌、焼却灰、石炭灰、及び石膏ボードくず用固化・不溶化剤及び固化・不溶化方法 |
CN105110445A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-12-02 | 合肥工业大学 | 一种处理重金属废水的方法 |
CN105217713A (zh) * | 2015-09-11 | 2016-01-06 | 合肥工业大学 | 一种用煅烧菱铁矿深度去除水中磷的方法 |
-
2016
- 2016-04-12 CN CN201610224584.XA patent/CN105858832A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004330018A (ja) * | 2003-05-02 | 2004-11-25 | Amusu Engineering:Kk | 土壌、焼却灰、石炭灰、及び石膏ボードくず用固化・不溶化剤及び固化・不溶化方法 |
CN105110445A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-12-02 | 合肥工业大学 | 一种处理重金属废水的方法 |
CN105217713A (zh) * | 2015-09-11 | 2016-01-06 | 合肥工业大学 | 一种用煅烧菱铁矿深度去除水中磷的方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
邱高 等: "粘土质白云岩去除水中铜离子的效果及其机制", 《高校地质学报》 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107456944A (zh) * | 2017-09-26 | 2017-12-12 | 南京乐透思环保科技有限公司 | 一种无机复合材料、制备方法及其在污水处理中用于去除重金属离子的用途 |
CN107698009A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-02-16 | 东南大学 | 一种去除重金属的含碳镁盐材料及其制备方法和应用 |
CN108658194A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-10-16 | 合肥工业大学 | 一种除磷复合材料的制备方法及其应用 |
CN110697964A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-01-17 | 方小兵 | 一种去除污水中重金属的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Masindi et al. | Challenges and avenues for acid mine drainage treatment, beneficiation, and valorisation in circular economy: A review | |
Rakotonimaro et al. | Recovery and reuse of sludge from active and passive treatment of mine drainage-impacted waters: a review | |
Aziz et al. | Heavy metals (Cd, Pb, Zn, Ni, Cu and Cr (III)) removal from water in Malaysia: post treatment by high quality limestone | |
CN104310672B (zh) | 含铊废水强氧化混凝与吸附回收工艺 | |
US9725341B2 (en) | Methods for removing contaminants from aqueous systems | |
Bejan et al. | Acid mine drainage: electrochemical approaches to prevention and remediation of acidity and toxic metals | |
Xia et al. | Review of the recent advances in the prevention, treatment, and resource recovery of acid mine wastewater discharged in coal mines | |
CN105858832A (zh) | 一种处理重金属废水的材料及方法 | |
CN101376537A (zh) | 含Ni2+、Zn2+、Cr3+电镀废水的处理方法 | |
CN104496139A (zh) | 一种重金属污泥的预处理方法 | |
CN105110445B (zh) | 一种处理重金属废水的方法 | |
CN104891710A (zh) | 一种有色金属矿山酸性废水快速有效处理方法 | |
Varvara et al. | Preliminary considerations on the adsorption of heavy metals from acidic mine drainage using natural zeolite | |
CN111617732B (zh) | 基于高铁锰酸性矿坑废水原位制备重金属吸附剂的方法和应用 | |
WO2015095269A1 (en) | Methods for removing contaminants from aqueous systems | |
Wang et al. | Efficient Cd (II) removal from aqueous solution using mechanically activated CaCO3: removal pathway and mechanism | |
CN105776366B (zh) | 一种处理含铅废水的材料及方法 | |
CN103449671A (zh) | 一种煤矿酸性矿井水的处理***及其处理工艺 | |
CN104556461A (zh) | 一种重金属污水的处理方法 | |
CN110302747B (zh) | 一种采矿剥离废石同步净化工业废水中砷离子和氟离子的方法 | |
KR101387770B1 (ko) | 다공성 세라믹을 이용한 산성폐수 접촉 반응조 장치 | |
CN102241446B (zh) | 一种矿山废水处理方法及其装置 | |
Bologo et al. | Treatment of acid mine drainage using magnesium hydroxide | |
Akhtar | Treatment of Acidic Wastewater Effluents and Defluoridation by Lime Materials | |
CN204198537U (zh) | 含铊废水强氧化混凝与沉淀一体化装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160817 |