CN107162153A - 一种以炉渣为反应载体处理重金属污水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以炉渣为反应载体处理重金属污水的方法，其特征包括：以炉渣的高比表面积为反应表面，以炉渣的内部孔隙和表面负载处理污水的氧化钙、硫化钠、聚铁、聚铝、PAM等反应原料，对污水中的重金属进行多级循环处理。本发明以炉渣为反应原料和最终沉淀物的载体来处理重金属污水，具有工艺流程简单、易于实施、应用范围广、成本低、效率高等优点，且有较好的社会效益和生态效益。

Description

一种以炉渣为反应载体处理重金属污水的方法
技术领域
本方法属于环境保护技术领域，具体涉及一种以炉渣为反应载体处理重金属污水的方法。
背景技术
重金属污染是水污染中最严重的问题之一。在环境与人类健康领域，重金属主要指汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)、砷(As)、铜(Cu)、锌(Zn)、镍(Ni)等。其主要来源于金属冶炼、金属加工及化工生产，它们以不同的形态存在，并在环境中迁移、积累。
重金属具有毒性大、易被生物富集、在环境中不易被代谢，并有生物放大效应等特点，对水体造成严重污染。我国水体重金属污染问题十分突出，江河湖库底质的污染率高达80%以上，国家每年投入的整治资金逐年升高。但随着工业化的不断发展，各类工业企业的生产污水排放不断在增加，水污染事件不断被曝光。2004年四川沱江特大水污染事故，由于化工厂高浓度污水排入水体中，水质被严重污染，水中生活的鱼类大量死亡，造成直接经济损失接近3亿；2006年湖南省岳阳县城由于3家化工厂将高浓度含砷污水排入新墙河，使得河中的砷浓度超标10多倍，严重威胁8万人的饮水安全；2007年湖南省宜章县某冶炼企业排放剧毒含砷、镉污水，造成农田水中砷、镉超标几十倍，使得部分河段出现死鱼，并给附近居民生活用水造成巨大威胁； 2011年曲靖某企业由于违规堆放大量铬渣，使得周边水中铬含量严重超标。
目前，人们对水体重金属污染问题已有深入研究，主要采用方法有化学沉淀法、氧化还原法、萃取法、膜分离法、离子交换法、生物法及吸附法等。随着可持续发展战略的实施，循环经济和清洁生产技术越来越受到人们的关注。近年来，人们不断寻求更加安全和经济的方法来处理重金属污水，以达到安全经济的目的。重金属污水成分复杂，单一的处理方法存在处理药剂使用量大、反应不易控制、运行不稳定等问题，将两种或两种以上工艺优化组合，同时结合部分物质的资源化利用，形成协同互补，提高处理效果、降低处理成本，成为重金属污水治理技术研究和应用的发展趋势。
发明一种以炉渣为反应载体处理重金属污水的方法，以炉渣的高比表面积为反应表面，以炉渣的内部孔隙和表面负载氧化钙、硫化钠、聚铁、聚铝、PAM等反应原料，对污水中的重金属进行多级循环处理。
发明内容
本发明目的是提供一种处理工艺简单、处置成本低而且运行效果稳定的处理含重金属污水的方法。
一种以炉渣为反应载体处理重金属污水的方法，其特征在于：以炉渣的高比表面积为反应表面，以炉渣的内部孔隙和表面负载氧化钙、硫化钠、聚铁、聚铝、PAM等反应原料，对污水中的重金属进行多级循环处理：
具体实施步骤包括如下：（1）把炉渣使用破碎机进行破碎处理，并控制其粒径大小；（2）根据重金属类型，选择相应药剂配制成溶液，调节废水中重金属的质量浓度，加入炉渣，搅拌并静置；（3）将炉渣与步骤（2）中所配制的溶液充分混合，混合一定时间后，将炉渣取出，风干，制得与污水接触反应的反应体；（4）将炉渣与重金属污水按照一定的配比进行混合反应。
作为优选，步骤（1）所述的炉渣来源于金属冶炼、废弃物高温焚烧等剩余残渣；所述污水是指污水中的重金属浓度为中低浓度；所述破碎处理后的炉渣粒径小于10mm；
作为优选，步骤（2）所述相应药剂是指含汞废液，选择药剂为硫化钠等含S2-物质；含砷废液，选择药剂为含Ca2+、Fe2+、Fe3+等离子的物质；
作为优选，步骤（3）所述的充分混合是炉渣全部浸泡于溶液中；所述的混合时间不小于30min；所述的风干是指放于阴暗处自然风干，确保溶液充分进入到炉渣的表面；
作为优选，步骤（4）所述的炉渣与污水的配比根据水质的情况确定，原则上炉渣与污水的配比不超过1:1；
所述多级循环处理是指通过炉渣的内部表征，使得污水在炉渣内部完成多次接触反应。
发明人使用此方法对重金属污水的处理进行了大量试验研究，其原理为：（1）炉渣成分复杂，结构疏松多孔，有较大比表面，稳定性强，对重金属物质有一定吸附作用；（2）药剂负载于炉渣表面，提高了药剂的使用效率，增加了重金属离子停留时间和反应时间；（3）炉渣内部孔隙纵横交错，凹凸不平，重金属反应沉淀后，在水的冲击作用及炉渣内槽面的阻力下，容易富集于炉渣内部，而达到去除的效果，同时也减少污水中的颗粒物，使污水的水质得到改善。
本发明与现有处理技术相比，具有以下优点和效果：
常温常压操作，反应条件容易控制，适用性强，工业化运行效果稳定；药剂添加量少，成本较低，能大大减少水处理污泥的产生，同时，为炉渣的资源化利用找到了一条新的途径，经济和社会效益显著。
具体实施方式
所描述的实施例仅仅是本发明的其中一个实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
以某化工厂的重金属污水为处理对象：pH=6.4，砷=1.2mg/L,铅=2.5mg/L，镉=0.5mg/L，铜=0.8mg/L；
利用本发明所述方法对污水进行处理：
在室温条件下，称取150mL重金属污水置于烧杯中，并称取30g粒径小于10mm的炉渣加入其中，将其与重金属污水混合均匀，放置阴暗干燥处静置12小时。
性能测试：将《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准作为处理标准，重金属含量检测结果分别为：砷=0.42mg/L，铅=0.3mg/L，镉=0.05mg/L，铜=0.23mg/L。
实施例2
以某化工厂的重金属污水为处理对象pH=6.0，砷=4.2mg/L,铅=5.2mg/L，锌=8mg/L；
利用本发明所述方法对此污水进行处理：
在室温条件下，取200mL水置于烧杯中，并称取2g聚铁加入其中，配置成聚铁溶液；称取50g粒径小于10mm的炉渣置于溶液中，浸泡30min后将炉渣捞起，放置于阴暗干燥处风干；取150mL重金属污水放置于另一烧杯，并向其中添加适量石灰水，将pH调节至7-8之间，搅拌均匀后，再向其中加入风干后的炉渣35g，混合均匀并静置12小时。
性能测试：将《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准作为处理标准，重金属含量检测结果分别为：砷=0.2mg/L，铅=0.41mg/L，锌=0.12mg/L。
实施例3
以某化工厂的重金属污水为处理对象pH=5.8，砷=9.8mg/L,镍 =14.2mg/L，铜=6.9mg/L，锌=7.4mg/L，铬=4.5mg/L；
利用本发明所述方法对此污水进行处理：
在室温条件下，取200mL水置于烧杯中，并称取1.5g硫化钠加入其中，配置成硫化钠溶液；称取50g粒径小于10mm的炉渣置于溶液中，浸泡30min后将炉渣捞起，放置于阴暗干燥处风干；取150mL重金属污水放置于另一烧杯，并向其中添加适量石灰水，将pH调节至7-8之间，搅拌均匀后，再向其中加入风干后的炉渣30g，混合均匀并静置12小时。
性能测试：将《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准作为处理标准，重金属含量检测结果分别为：砷=0.31mg/L,镍=0.92mg/L，铜=0.42 mg/L，锌=0.25mg/L，铬=1.41mg/L。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种以炉渣为反应载体处理重金属污水的方法，其特征在于：以炉渣的高比表面积为反应表面，以炉渣的内部孔隙和表面负载氧化钙、硫化钠、聚铁、聚铝、PAM等反应原料，对污水中的重金属进行多级循环处理：
具体实施步骤包括如下：（1）把炉渣使用破碎机进行破碎处理，并控制其粒径大小；（2）根据重金属类型，选择相应药剂配制成溶液，调节废水中重金属的质量浓度，加入炉渣，搅拌并静置；（3）将炉渣与步骤（2）中所配制的溶液充分混合，混合一定时间后，将炉渣取出，风干，制得与污水接触反应的反应体；（4）将炉渣与重金属污水按照一定的配比进行混合反应。
2.根据权利要求1所述的一种以炉渣为反应载体处理重金属污水的方法，其特征在于：所述的炉渣来源于金属冶炼、废弃物高温焚烧等剩余残渣。
3.根据权利要求1所述的一种以炉渣为反应载体处理重金属污水的方法，其特征在于：所述污水是指污水中的重金属浓度为中低浓度。
4.根据权利要求1所述的一种以炉渣为反应载体处理重金属污水的方法，其特征在于：所述破碎处理后的炉渣粒径小于10mm。
5.根据权利要求1所述的一种以炉渣为反应载体处理重金属污水的方法，其特征在于：所述相应药剂是指含汞废液，选择药剂为硫化钠等含S2-物质；含砷废液，选择药剂为含Ca2 +、Fe2+、Fe3+等离子的物质。
6.根据权利要求1所述的一种以炉渣为反应载体处理重金属污水的方法，其特征在于：所述的充分混合是炉渣全部浸泡于溶液中；所述的混合时间不小于30min。
7.根据权利要求1所述的一种以炉渣为反应载体处理重金属污水的方法，其特征在于：所述的风干是指放于阴暗处自然风干，确保溶液充分进入到炉渣的表面。
8.根据权利要求1所述的一种以炉渣为反应载体处理重金属污水的方法，其特征在于：所述的炉渣与污水的配比根据水质的情况确定，原则上炉渣与污水的配比不超过1:1。
9.根据权利要求1所述的一种以炉渣为反应载体处理重金属污水的方法，其特征在于：所述多级循环处理是指通过炉渣的内部表征，使得污水在炉渣内部完成多次接触反应。
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