CN108975459B - 一种含重金属污染废水的处理方法 - Google Patents

一种含重金属污染废水的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含重金属污染废水的处理方法，属于重金属污染废水处理技术领域。本发明通过双DTC改性壳聚糖和高压脉冲电池协同作用对含重金属离子的废水进行处理，利用高压脉冲放电过程释放双DTC改性壳聚糖吸附剂的活性竞争吸附点位，进一步增加双DTC改性壳聚糖吸附剂对废水中的重金属离子的吸附能力，延长吸附剂的使用寿命，使得去除废水中重金属离子的效果更好，进一步的，通过添加蕈菌基活性炭吸附剂更彻底的对其中的重金属离子进行吸附；另外，由于高压脉冲放电过程形成的各种物理和化学效应，还可以降解废水预处理过程中未完全去除的有机污染物，使得出水水质更好。

Description

一种含重金属污染废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种含重金属污染废水的处理方法，属于重金属污染废水处理技术领域。
背景技术
目前，重金属污染是危害最大的水污染问题之一。重金属通过矿山开采、金属冶炼、金属加工及化工生产废水、化石燃烧、施用农药和生活垃圾等人为污染源排入水体中。重金属具有毒性大、不易分解、易被生物富集并具有生物放大型等特点，不但污染水源，也严重威胁着人类的生存和健康。
目前，对于重金属污染废水的处理方法有稀释法、化学混凝吸附法、离子还原交换法、电动力学修复法和生物修复法。
上述方法对于废水中重金属离子的去除不能彻底，且在处理过程存在过程繁琐或者处理时间较长的缺点，所以需要一种去除效果好，且可快速去除废水中的重金属离子。
发明内容
为了解决目前存在的问题，本发明提供了一种含重金属污染废水的处理方法，所述技术方案如下：
一种含重金属污染废水的处理方法，所述方法包括：
对含重金属污染废水进行预处理；
将预处理后的含重金属污染废水pH值调至5-7，使其流经高压脉冲放电区，同时按2-10kg/m3添加量在含重金属污染废水中添加双DTC（二硫代氨基甲酸）改性壳聚糖；
在出水处滤除吸附重金属离子后的双DTC改性壳聚糖。
可选的，所述高压脉冲放电区位于金属板和板电极之间，金属板和板电极通过正负脉冲电源产生放电；所述正负脉冲电源频率调节范围0-200Hz、电压调节范围0kV-500kV、脉冲功率调节范围为0kW-200kW。
可选的，所述按2-10kg/m3添加量在含重金属污染废水中添加双DTC改性壳聚糖的同时，将蕈菌基活性炭吸附剂添加到含重金属污染废水中，所述蕈菌基活性炭吸附剂的添加量为6.2mg/L~26.2mg/L。
可选的，所述对含重金属污染废水进行预处理，包括：
使含重金属污染废水先后进入粗格栅及细格栅处理渣滓；
采用活性污泥去除含重金属污染废水中的COD、BOD、BOD5、SS和各种形式的氮磷。
可选的，所述双DTC改性壳聚糖的获取方法包括：
将壳聚糖用苯甲醛进行氨基保护，以环氧氯丙烷作交联进行交联，采用间接醚化工艺，在酸引发条件下，通过交联壳聚糖与环氧氯丙烷的反应，引入活性基团；借助活性基团，通过碱催化，将氨基引入壳聚糖链中，得到氨基壳聚糖；
在稀酸中将保护的氨基释放出来，再在碱性环境中，引入DTC基团，得到双DTC改性壳聚糖。
可选的，所述在出水处滤除吸附重金属离子后的双DTC改性壳聚糖还包括，滤除吸附重金属离子后的蕈菌基活性炭吸附剂；
采用板框过滤的方式进行滤除操作。
可选的，所述金属板和板电极分别位于含重金属污染废水的水平两侧。
本发明有益效果是：
通过双DTC改性壳聚糖和高压脉冲电池协同作用对含重金属离子浓度较高的废水进行处理，利用高压脉冲放电过程释放双DTC改性壳聚糖吸附剂的活性竞争吸附点位，进一步增加双DTC改性壳聚糖吸附剂对废水中的重金属离子的吸附能力，延长吸附剂的使用寿命，使得去除废水中重金属离子的效果更好，进一步的，通过添加蕈菌基活性炭吸附剂更彻底的对其中的重金属离子进行吸附；另外，由于高压脉冲放电过程形成的各种物理和化学效应，还可以降解废水预处理过程中未完全去除的有机污染物，使得出水水质更好。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一：
本实施例以镉浓度分别为550mg/L、800mg/L的含重金属污染废水为样品进行处理：
本实施例提供一种含重金属污染废水的处理方法，所述方法包括：
S1、含重金属污染废水进入粗格栅及细格栅处理渣滓；
废水中除含重金属污染物外还含有大量的固态渣滓，及氮磷等有害物质，为避免除镉过程中受到固态渣滓和氮磷的影响，在去除重金属之前先去除渣滓和氮磷；
先后通过粗格栅和细格栅去除渣滓，再使含重金属污染废水进入生化池，采用活性污泥去除水中的COD、BOD、BOD5、SS和各种形式的氮磷；
S2、将含重金属污染废水pH值调节至5-7；
由于双DTC改性壳聚糖在pH低时DTC基团易与H+结合发生酸效应或部分分解，致使DTC基团与金属离子的螯合能力降低；在较高pH值时有更多的DTC基团以以阴离子形式存在，这样可与金属离子进行螯合的基团增多，捕集量就增大，但过高的pH值会使部分重金属溶液易出现氢氧化物沉淀，影响其对重金属的捕集；
双DTC改性壳聚糖适合在中性偏酸性环境下对Cu2+、Pb2+、Cd2+、Ni2+的捕集能力均随着pH值的增大而增强，捕集量在pH 5.5-6.5左右达到平衡，所以将含重金属污染废水pH值调节至5-7。
S3、使调节pH后的含重金属污染废水流经高压脉冲放电区，同时按6 kg/m3添加量在含重金属污染废水中添加双DTC改性壳聚糖；
高压脉冲放电区位于金属板和板电极之间，金属板和板电极通过正负脉冲电源产生放电；所述正负脉冲电源频率150Hz、电压400kV、脉冲功率150kW；
金属板和板电极分别位于含重金属污染废水水流的水平两侧；
双DTC改性壳聚糖的获取方法包括：
将壳聚糖用苯甲醛进行氨基保护，以环氧氯丙烷作交联进行交联，采用间接醚化工艺，在酸引发条件下，通过交联壳聚糖与环氧氯丙烷的反应，引入活性基团；借助活性基团，通过碱催化，将氨基引入壳聚糖链中，得到氨基壳聚糖；
在稀酸中将保护的氨基释放出来，再在碱性环境中，引入DTC基团，得到双DTC改性壳聚糖。
S4、滤除吸附镉后的双DTC改性壳聚糖。
采用板框过滤滤除吸附镉后的双DTC改性壳聚糖，测定出水中镉含量，结果显示，对于镉浓度为550mg/L的初始废水，出水中镉含量为4mg/L，去除率高达99％；但是对于800mg/L的初始废水，出水中镉含量为62mg/L。
实施例二：
本实施例提供一种含重金属（镉含量800mg/L）污染废水的处理方法，所述方法包括：
S1、含重金属污染废水进入粗格栅及细格栅处理渣滓；
废水中除含重金属污染物外还含有大量的固态渣滓，及氮磷等有害物质，为避免除镉过程中受到固态渣滓和氮磷的影响，在去除重金属之前先去除渣滓和氮磷；
先后通过粗格栅和细格栅去除渣滓，再使含重金属污染废水进入生化池，采用活性污泥去除水中的COD、BOD、BOD5、SS和各种形式的氮磷；
S2、将含重金属污染废水pH值调节至5-7；
由于双DTC改性壳聚糖在pH低时DTC基团易与H+结合发生酸效应或部分分解，致使DTC基团与金属离子的螯合能力降低；在较高pH值时有更多的DTC基团以以阴离子形式存在，这样可与金属离子进行螯合的基团增多，捕集量就增大，但过高的pH值会使部分重金属溶液易出现氢氧化物沉淀，影响其对重金属的捕集；
双DTC改性壳聚糖适合在中性偏酸性环境下对Cu2+、Pb2+、Cd2+、Ni2+的捕集能力均随着pH值的增大而增强，捕集量在pH5.5-6.5左右达到平衡，所以将含重金属污染废水pH值调节至5-7。
S3、使调节pH后的含重金属污染废水流经高压脉冲放电区，同时按6kg/m3添加量在含重金属污染废水中添加双DTC改性壳聚糖和蕈菌基活性炭吸附剂，蕈菌基活性炭吸附剂的添加量为14mg/L；
双DTC改性壳聚糖的获取方法包括：
将壳聚糖用苯甲醛进行氨基保护，以环氧氯丙烷作交联进行交联，采用间接醚化工艺，在酸引发条件下，通过交联壳聚糖与环氧氯丙烷的反应，引入活性基团；借助活性基团，通过碱催化，将氨基引入壳聚糖链中，得到氨基壳聚糖；
在稀酸中将保护的氨基释放出来，再在碱性环境中，引入DTC基团，得到双DTC改性壳聚糖。
高压脉冲放电区位于金属板和板电极之间，金属板和板电极通过正负脉冲电源产生放电；所述正负脉冲电源频率100Hz、电压400kV、脉冲功率100kW；
金属板和板电极分别位于含重金属污染废水水流的水平两侧；
S4、滤除吸附镉后的双DTC改性壳聚糖和吸附重金属离子后的蕈菌基活性炭吸附剂。
采用板框过滤滤除吸附镉后的双DTC改性壳聚糖吸附重金属离子后的蕈菌基活性炭吸附剂，测定出水中镉含量，结果显示，出水中重金属含量为0.02mg/L，去除率高达99.99％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (1)

1.一种含重金属污染废水的处理方法，其特征在于，所述方法包括：
S1、含重金属污染废水进入粗格栅及细格栅处理渣滓；
废水中除含重金属污染物外还含有大量的固态渣滓及氮磷有害物质，为避免除镉过程中受到固态渣滓和氮磷的影响，在去除重金属之前先去除渣滓和氮磷；其中含重金属污染废水的浓度为800mg/L；
先后通过粗格栅和细格栅去除渣滓，再使含重金属污染废水进入生化池，采用活性污泥去除水中的COD、BOD、BOD5、SS和各种形式的氮磷；
S2、将含重金属污染废水pH值调节至5-7；
由于双DTC改性壳聚糖在pH低时DTC基团易与H+结合发生酸效应或部分分解，致使DTC基团与金属离子的螯合能力降低；在较高pH值时有更多的DTC基团以阴离子形式存在，这样可与金属离子进行螯合的基团增多，捕集量就增大，但过高的pH值会使部分重金属溶液易出现氢氧化物沉淀，影响其对重金属的捕集；
双DTC改性壳聚糖适合在中性偏酸性环境下对Cu2+、Pb2+、Cd2+、Ni2+的捕集能力均随着pH值的增大而增强，捕集量在pH5.5-6.5达到平衡，所以将含重金属污染废水pH值调节至5-7；
S3、使调节pH后的含重金属污染废水流经高压脉冲放电区，同时按6kg/m3添加量在含重金属污染废水中添加双DTC改性壳聚糖和蕈菌基活性炭吸附剂，蕈菌基活性炭吸附剂的添加量为14mg/L；
其中，双DTC改性壳聚糖的获取方法包括：
将壳聚糖用苯甲醛进行氨基保护，以环氧氯丙烷作交联进行交联，采用间接醚化工艺，在酸引发条件下，通过交联壳聚糖与环氧氯丙烷的反应，引入活性基团；借助活性基团，通过碱催化，将氨基引入壳聚糖链中，得到氨基壳聚糖；在稀酸中将保护的氨基释放出来，再在碱性环境中，引入DTC基团，得到双DTC改性壳聚糖；
高压脉冲放电区位于金属板和板电极之间，金属板和板电极通过正负脉冲电源产生放电；所述正负脉冲电源频率100Hz、电压400kV、脉冲功率100kW；
金属板和板电极分别位于含重金属污染废水水流的水平两侧；
S4、滤除吸附镉后的双DTC改性壳聚糖和吸附重金属离子后的蕈菌基活性炭吸附剂。
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