CN109293053A - 一种去除工业废水中重金属的螯合沉淀方法 - Google Patents

一种去除工业废水中重金属的螯合沉淀方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及环境保护技术领域，且公开了一种去除工业废水中重金属的螯合沉淀方法，将工业废水输送到过滤池中，过滤池内部设置有活性炭，利用活性炭对工业废水中的大颗粒物质进行吸附，将经过活性炭吸附过滤后的工业废水输送到离心式过滤器内，从而使得体积较小的颗粒物与液体分开，将螯合剂置入S3的水池中，螯合剂与废水中Cu、Zn、Hg、Cd、Pb、Mn、Ni、Cr等多种重金属离子迅速反应，在生成不溶于水的螯合盐，处理方法相对简单，只要添加少量螯合剂即可去除重金属离子，螯合剂能够和重金属离子强力螯合，去除重金属效果较好，螯合剂与重金属离子能生成良好的絮凝体，絮凝沉淀效果好，本发明提供的方法不仅污泥量少而且容易脱水。

Description

一种去除工业废水中重金属的螯合沉淀方法
技术领域
本发明涉及环境保护技术领域，具体为一种去除工业废水中重金属的螯合沉淀方法。
背景技术
重金属捕集剂能够结合重金属离子，生成稳定且难溶于水的金属螯合物。重金属捕集剂具有处理方法简单，费用低，能做到多种重金属离子共存的情况下一次处理后，即可达到环保要求，即使对废水中重金属共存盐与络合盐也能充分发挥作用，并具有絮凝体粗大、沉淀快、脱水快、后处理容易、污泥量少且稳定无毒、没有二次污染等特点。从而克服了传统化学处理法的不足，为后续的处理提供了方便，特别对废水中重金属含量低的废水，处理费用相对较低，有很好的应用前景。近年来人们对高分子重金属捕集剂在废水处理方面的研究十分重视。
对化学沉淀法在去除废水中重金属的应用最为广泛，其原理是通过化学反应使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物，通过过滤和沉淀等方法使沉淀物从水溶液中去除。随着重金属废水成分日趋复杂，废水排放要求逐渐趋向严格，由于受沉淀剂和环境条件的影响，目前我国大都采用传统中和沉淀法处理的重金属废水已不能满足废水排放要求需作进一步处理。另外，产生的沉淀物必须很好地处理与处置，否则会造成二次污染，而且传统的化学沉淀法往往需要投加大量的助沉剂而导致污泥量较多，并且污泥不易脱水，甚至粘在滤布或滤带上可能造成堵塞。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种去除工业废水中重金属的螯合沉淀方法，具备处理方法相对简单、去除重金属效果较好、絮凝沉淀效果好和污泥量少而且容易脱水等优点，解决了现有技术去除重金属工艺复杂而且效果低下的问题。
(二)技术方案
为实现上述处理方法相对简单、去除重金属效果较好、絮凝沉淀效果好和污泥量少而且容易脱水目的，本发明提供如下技术方案：一种去除工业废水中重金属的螯合沉淀方法，包括以下步骤：
S1、将工业废水输送到过滤池中，过滤池内部设置有活性炭，利用活性炭对工业废水中的大颗粒物质进行吸附，循环2-4次；
S2、将经过活性炭吸附过滤后的工业废水输送到离心式过滤器内，从而使得体积较小的颗粒物与液体分开，循环1-3次；
S3、将经过离心式过滤器过滤后的工业废水集中到没有杂物的水池中，待处理；
S4、准备反应釜用于合成含二硫代氨基甲酸基团的高分子螯合剂；
S5、将聚乙烯亚胺水溶液与二硫化碳置入反应釜内进行化学反应，控制反应釜内的温度为28-32℃；
S6、聚乙烯亚胺具有含氮置换基的烷基、氨基、酰基或羟基烷基，反应过程中，二硫化碳置换多胺分子氮元素上的活性氢，生成二硫代氨基甲酸或其盐，此为螯合剂；
S7、将螯合剂置入S3的水池中，螯合剂与废水中Cu、Zn、Hg、Cd、Pb、Mn、Ni、Cr等多种重金属离子迅速反应，在生成不溶于水的螯合盐；
S8、在水池中再加入有机絮凝剂和无机絮凝剂，搅拌1-3min，水池中形成絮状沉淀，达到去除水中重金属离子的目的。
进一步优化本技术方案，所述S5中聚乙烯亚胺水溶液的浓度为30％。
进一步优化本技术方案，所述S8中的有机絮凝剂和无机絮凝剂分别为聚乙烯亚胺和十二水合硫酸铝钾。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种去除工业废水中重金属的螯合沉淀方法，具备以下有益效果：处理方法相对简单，只要添加少量螯合剂即可去除重金属离子，而且不需增加设备费用，螯合剂能够和重金属离子强力螯合，去除重金属效果较好，螯合剂与重金属离子能生成良好的絮凝体，絮凝沉淀效果好，相较于传统的化学沉淀法需要投加大量的助沉剂而导致污泥量较多，并且污泥不易脱水，甚至粘在滤布或滤带上可能造成堵塞，本发明提供的方法不仅污泥量少而且容易脱水。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
实施例一：
一种去除工业废水中重金属的螯合沉淀方法，包括以下步骤：
S1、将工业废水输送到过滤池中，过滤池内部设置有活性炭，利用活性炭对工业废水中的大颗粒物质进行吸附，循环2次；
S2、将经过活性炭吸附过滤后的工业废水输送到离心式过滤器内，从而使得体积较小的颗粒物与液体分开，循环1次；
S3、将经过离心式过滤器过滤后的工业废水集中到没有杂物的水池中，待处理；
S4、准备反应釜用于合成含二硫代氨基甲酸基团的高分子螯合剂；
S5、将聚乙烯亚胺水溶液与二硫化碳置入反应釜内进行化学反应，聚乙烯亚胺水溶液的浓度为30％，控制反应釜内的温度为28℃；
S6、聚乙烯亚胺具有含氮置换基的烷基、氨基、酰基或羟基烷基，反应过程中，二硫化碳置换多胺分子氮元素上的活性氢，生成二硫代氨基甲酸或其盐，此为螯合剂；
S7、将螯合剂置入S3的水池中，螯合剂与废水中Cu、Zn、Hg、Cd、Pb、Mn、Ni、Cr等多种重金属离子迅速反应，在生成不溶于水的螯合盐；
S8、在水池中再加入有机絮凝剂和无机絮凝剂，有机絮凝剂和无机絮凝剂分别为聚乙烯亚胺和十二水合硫酸铝钾，搅拌1min，水池中形成絮状沉淀，达到去除水中重金属离子的目的。
实施例二：
S1、将工业废水输送到过滤池中，过滤池内部设置有活性炭，利用活性炭对工业废水中的大颗粒物质进行吸附，循环3次；
S2、将经过活性炭吸附过滤后的工业废水输送到离心式过滤器内，从而使得体积较小的颗粒物与液体分开，循环2次；
S3、将经过离心式过滤器过滤后的工业废水集中到没有杂物的水池中，待处理；
S4、准备反应釜用于合成含二硫代氨基甲酸基团的高分子螯合剂；
S5、将聚乙烯亚胺水溶液与二硫化碳置入反应釜内进行化学反应，聚乙烯亚胺水溶液的浓度为30％，控制反应釜内的温度为30℃；
S6、聚乙烯亚胺具有含氮置换基的烷基、氨基、酰基或羟基烷基，反应过程中，二硫化碳置换多胺分子氮元素上的活性氢，生成二硫代氨基甲酸或其盐，此为螯合剂；
S7、将螯合剂置入S3的水池中，螯合剂与废水中Cu、Zn、Hg、Cd、Pb、Mn、Ni、Cr等多种重金属离子迅速反应，在生成不溶于水的螯合盐；
S8、在水池中再加入有机絮凝剂和无机絮凝剂，有机絮凝剂和无机絮凝剂分别为聚乙烯亚胺和十二水合硫酸铝钾，搅拌2min，水池中形成絮状沉淀，达到去除水中重金属离子的目的。
实施例三：
S1、将工业废水输送到过滤池中，过滤池内部设置有活性炭，利用活性炭对工业废水中的大颗粒物质进行吸附，循环4次；
S2、将经过活性炭吸附过滤后的工业废水输送到离心式过滤器内，从而使得体积较小的颗粒物与液体分开，循环3次；
S3、将经过离心式过滤器过滤后的工业废水集中到没有杂物的水池中，待处理；
S4、准备反应釜用于合成含二硫代氨基甲酸基团的高分子螯合剂；
S5、将聚乙烯亚胺水溶液与二硫化碳置入反应釜内进行化学反应，聚乙烯亚胺水溶液的浓度为30％，控制反应釜内的温度为32℃；
S6、聚乙烯亚胺具有含氮置换基的烷基、氨基、酰基或羟基烷基，反应过程中，二硫化碳置换多胺分子氮元素上的活性氢，生成二硫代氨基甲酸或其盐，此为螯合剂；
S7、将螯合剂置入S3的水池中，螯合剂与废水中Cu、Zn、Hg、Cd、Pb、Mn、Ni、Cr等多种重金属离子迅速反应，在生成不溶于水的螯合盐；
S8、在水池中再加入有机絮凝剂和无机絮凝剂，有机絮凝剂和无机絮凝剂分别为聚乙烯亚胺和十二水合硫酸铝钾，搅拌3min，水池中形成絮状沉淀，达到去除水中重金属离子的目的。
工作原理：高分子捕集沉淀剂是一种液态的螯合树脂，100％原液为棕红色透明液体，相对密度大于1.26，pH值为11.0-12.0，粘度为80-100Pa·s，它是由多个二硫代氨基甲酸盐作为螯合基团的高分子聚合物，可以无限溶于水，它含有大量的极性基，极性基中的硫原子半径比较大、且带负电，易极化变形而产生负电场，它能够捕捉阳离子并趋向成键进而生成难溶性氨基二硫代甲酸盐，生成的氨基二硫代甲酸盐其中一部分是离子键或是强极性键，大多数则是配价键，同一金属离子螯合的配价基极可来自不同的高分子捕集沉淀剂分子，这样生成的氨基二硫代甲酸盐的分子会是立体结构的、高交联的，此种金属盐一旦在水中生成，就有很好的絮凝沉降效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种去除工业废水中重金属的螯合沉淀方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将工业废水输送到过滤池中，过滤池内部设置有活性炭，利用活性炭对工业废水中的大颗粒物质进行吸附，循环2-4次；
S2、将经过活性炭吸附过滤后的工业废水输送到离心式过滤器内，从而使得体积较小的颗粒物与液体分开，循环1-3次；
S3、将经过离心式过滤器过滤后的工业废水集中到没有杂物的水池中，待处理；
S4、准备反应釜用于合成含二硫代氨基甲酸基团的高分子螯合剂；
S5、将聚乙烯亚胺水溶液与二硫化碳置入反应釜内进行化学反应，控制反应釜内的温度为28-32℃；
S6、聚乙烯亚胺具有含氮置换基的烷基、氨基、酰基或羟基烷基，反应过程中，二硫化碳置换多胺分子氮元素上的活性氢，生成二硫代氨基甲酸或其盐，此为螯合剂；
S7、将螯合剂置入S3的水池中，螯合剂与废水中Cu、Zn、Hg、Cd、Pb、Mn、Ni、Cr等多种重金属离子迅速反应，在生成不溶于水的螯合盐；
S8、在水池中再加入有机絮凝剂和无机絮凝剂，搅拌1-3min，水池中形成絮状沉淀，达到去除水中重金属离子的目的。
2.根据权利要求1所述的一种去除工业废水中重金属的螯合沉淀方法，其特征在于，所述S5中聚乙烯亚胺水溶液的浓度为30％。
3.根据权利要求1所述的一种去除工业废水中重金属的螯合沉淀方法，其特征在于，所述S8中的有机絮凝剂和无机絮凝剂分别为聚乙烯亚胺和十二水合硫酸铝钾。
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