一種強化錳氧化物去除水中Hg(Ⅱ)的絡合劑的方法

2023-06-30 02:09:31

一種強化錳氧化物去除水中Hg(Ⅱ)的絡合劑的方法
【專利摘要】一種強化錳氧化物去除水中Hg(Ⅱ)的絡合劑的方法，它涉及強化去除水中Hg(Ⅱ)的方法。本發明要解決現有除Hg(Ⅱ)存在去除率極低的問題。方法：一、向含Hg(Ⅱ)水中投加絡合劑A，再投加吸附劑B或C，攪拌後得到混合溶液；二、混合溶液中投加混凝劑，然後依次經過常規水處理工藝混凝、過濾、沉澱和澄清後，即完成。本發明利用絡合劑A可同時改變吸附劑和Hg的性質，能保證飲用水源中微量Hg(Ⅱ)在水廠出水時達到《生活飲用水衛生標準》（GB5749－2006）的規定，本發明工藝除汞效率高達99%以上，工藝簡單、操作靈活方便、不改變水廠原有處理工藝而且運行成本低。本發明應用於汙廢水處理領域。
【專利說明】一種強化錳氧化物去除水中Hg( II )的絡合劑的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及強化去除水中Hg( II )的方法。
【背景技術】
[0002]汞(mercury)，俗稱「水銀」，銀白色，有金屬光澤，是常溫下唯一呈液態的金屬。汞作為一種對人體和高等生物具有很強毒性的汙染物，普遍存在於自然界中。由汞及其化合物所造成的環境汞汙染問題日益嚴重，已成為人類生存環境的一大公害。飲用水汞汙染主要為飲用水水源的汙染，主要途徑:含汞廢水的排放；含汞廢棄物的不合理處置和堆放造成汞洩漏；汞礦地區及汞汙染嚴重地區，由雨水溶解和衝刷造成的水源汙染；由環境改變造成河流和湖泊底泥中汞的釋放。汞中毒會導致精神紊亂、黏膜充血、潰瘍、腎臟衰竭、蛋白尿、性功能減弱、婦女月經失調或流產和甲狀腺機能亢進等。我國《生活飲用水衛生標準》(GB5749 - 2006)規定飲用水中汞濃度最高限值為I μ g/L。因此，亟需高效經濟、安全環保的方法去除水中汞，解決水中汞汙染問題。
[0003]近年來，我國汞汙染日益嚴重，如貴州、黑龍江等地以及雪碧汞中毒事件等。汞汙染直接導致人身健康受到危害，嚴重威脅了公共衛生安全。
[0004]目前我國對汞汙染水體尚未有成熟的技術，常用方法是投加硫化物進行化學沉澱，但是很多硫化物比如硫化氫、硫化鈉本身或投入水中會產生嚴重的臭味，對環境極其不利，而且大多用於汙廢水處理，難以徹底去除飲用水中汞。而常規混凝劑鋁鹽高達40mgAl/L時對汞幾乎無任何去除，單純鐵鹽和錳氧化物對汞的去除效率也很低。

【發明內容】

[0005]本發明目的是為了解決現有除Hg( II )去除率極低的問題，而提供一種強化錳氧化物去除水中Hg( II )的絡合劑的方法。
[0006]本發明的一種強化錳氧化物去除水中Hg( II )的絡合劑的方法，按以下步驟實現:一、向含Hg ( II )水中投加絡合劑，再投加吸附劑，然後以100~350r/min的速度攪拌反應I~60min，得到混合溶液；二、向步驟一所得混合溶液中投加混凝劑，然後依次經過常規水處理工藝混凝、過濾、沉澱和澄清後，即完成強化錳氧化物去除水中Hg( II )的絡合劑；
[0007]其中步驟一中絡合劑與Hg的摩爾比2~10000: I ;吸附劑投加量以錳計為I~50mg/L ;步驟二中混凝劑的投加量為10mg/L。
[0008]本發明包含以下有益效果:
[0009]本發明利用硫代硫酸鈉作為絡合劑，此絡合劑無毒、安全，能改變水中汞的電位性質，使不帶電荷的汞帶負電，同時還能生成二價Mn2+被吸附在吸附劑上作為陽離子橋增加汞的去除。殘 餘汞濃度能保證飲用水源中微量Hg( II )在水廠出水時達到《生活飲用水衛生標準》(GB5749 - 2006)的規定，汞濃度低於I μ g/L。此工藝除汞效率高、工藝簡單、操作靈活方便、不改變水廠原有處理工藝而且運行成本低，可用於水中汞汙染的常規處理和應急處理。[0010]本發明強化錳氧化物徹底去除水中Hg( II )的絡合劑，強化去除Hg( II )的去除率達99%以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為實施例2中去除水中Hg( II )的效果圖，其中▽表示去除率，?表示汞濃度。【具體實施方式】
[0012]本發明技術方案不局限於以下所列舉【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】間的任意組合。
[0013]【具體實施方式】一:本實施方式的一種強化錳氧化物去除水中Hg( II )的絡合劑的方法，按以下步驟實現:一、向含Hg( II )水中投加絡合劑，再投加吸附劑，然後以100~350r/min的速度攪拌反應I~60min,得到混合溶液；二、向步驟一所得混合溶液中投加混凝劑，然後依次經過常規水處理工藝混凝、過濾、沉澱和澄清後，即完成強化錳氧化物去除水中Hg( II )的絡合劑；
[0014]其中步驟一中絡合劑與Hg的摩爾比2~10000: I ;吸附劑投加量以錳計為I~50mg/L ;步驟二中混凝劑的投加量為10mg/L。
[0015]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:步驟一中所述的絡合劑為硫代硫酸鈉。其它步驟及參數與【具體實施方式】一相同。
[0016]【具體實施方式】三:本實 施方式與【具體實施方式】一或二不同的是:步驟一中所述的吸附劑為新生態鐵錳或納米新生態錳。新生態鐵錳製備方法為高錳酸鹽氧化硫酸亞鐵或氯化亞鐵所得固體物質；納米新生態錳製備方法為高錳酸鹽氧化硫酸錳、氯化錳、硫代硫酸鈉或亞硫酸鈉所得到的固體物質。其它步驟及參數與【具體實施方式】一或二相同。
[0017]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一不同的是:步驟一中絡合劑為硫代硫酸鈉，硫代硫酸鈉與Hg摩爾比10~9000: 1，吸附劑投加量以錳計為I~45mg/L。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至三之一相同。
[0018]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一至四之一不同的是:步驟一中絡合劑為硫代硫酸鈉，硫代硫酸鈉與Hg摩爾比10~8000: 1，吸附劑投加量以錳計為I~40mg/L。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至四之一相同。
[0019]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一至五之一不同的是:步驟一中絡合劑為硫代硫酸鈉，硫代硫酸鈉與Hg摩爾比10~6000: 1，吸附劑投加量以錳計為I~30mg/L。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至五之一相同。
[0020]【具體實施方式】七:本實施方式與【具體實施方式】一至六之一不同的是:步驟一中絡合劑為硫代硫酸鈉，硫代硫酸鈉與Hg摩爾比10~5000: 1，吸附劑投加量以錳計為I~30mg/L。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至六之一相同。
[0021]【具體實施方式】八:本實施方式與【具體實施方式】一至七之一不同的是:步驟一中絡合劑為硫代硫酸鈉，硫代硫酸鈉與Hg摩爾比10~3000: 1，吸附劑投加量以錳計為I~25mg/L。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至七之一相同。
[0022]【具體實施方式】九:本實施方式與【具體實施方式】一至八之一不同的是:步驟一中絡合劑為硫代硫酸鈉，硫代硫酸鈉與Hg摩爾比10~2000: 1，吸附劑投加量以錳計為I~20mg/L。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至八之一相同。
[0023]【具體實施方式】十:本實施方式與【具體實施方式】一至九之一不同的是:步驟一中絡合劑為硫代硫酸鈉，硫代硫酸鈉與Hg摩爾比10~1000: 1，吸附劑投加量以錳計為I~20mg/L。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至九之一相同。
[0024]【具體實施方式】十一:本實施方式與【具體實施方式】一至十之一不同的是:步驟一中絡合劑為硫代硫酸鈉，硫代硫酸鈉與Hg摩爾比10~800: 1，吸附劑投加量以錳計為I~15mg/L。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至十之一相同。[0025]【具體實施方式】十二:本實施方式與【具體實施方式】一至十一之一不同的是:步驟一中絡合劑為硫代硫酸鈉，硫代硫酸鈉與Hg摩爾比10~600: 1，吸附劑投加量以錳計為I~15mg/L。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至十一之一相同。
[0026]【具體實施方式】十三:本實施方式與【具體實施方式】一至十二之一不同的是:步驟一中絡合劑為硫代硫酸鈉，硫代硫酸鈉與Hg摩爾比10~500: 1，吸附劑投加量以錳計為I~10mg/L。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至十二之一相同。
[0027]【具體實施方式】十四:本實施方式與【具體實施方式】一至十三之一不同的是:步驟一中絡合劑為硫代硫酸鈉，硫代硫酸鈉與Hg摩爾比100~400: 1，吸附劑投加量以錳計為I~8mg/L。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至十三之一相同。
[0028]【具體實施方式】十五:本實施方式與【具體實施方式】一至十四之一不同的是:步驟一中絡合劑為硫代硫酸鈉，硫代硫酸鈉與Hg摩爾比200~400: 1，吸附劑投加量以錳計為2~6mg/L。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至十四之一相同。
[0029]【具體實施方式】十六:本實施方式與【具體實施方式】一至十五之一不同的是:步驟一中絡合劑為硫代硫酸鈉，硫代硫酸鈉與Hg摩爾比300: 1，吸附劑投加量以錳計為4mg/L。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至十五之一相同。
[0030]【具體實施方式】十七:本實施方式與【具體實施方式】一至十六之一不同的是:步驟一中以120~300r/min的速度攪拌反應2~30min，得到混合溶液。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至十六之一相同。
[0031]【具體實施方式】十八:本實施方式與【具體實施方式】一至十七之一不同的是:步驟一中以250r/min的速度攪拌反應15min,得到混合溶液。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至十七之一相同。
[0032]【具體實施方式】十九:本實施方式與【具體實施方式】一至十八之一不同的是:步驟二中混凝劑為硫酸鋁、聚合氯化鋁、氯化鐵或硫酸鐵。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至十八之一相同。
[0033]【具體實施方式】二十:本實施方式與【具體實施方式】一至十九之一不同的是:步驟一中新生態鐵錳為高錳酸鹽氧化硫酸亞鐵或氯化亞鐵所得固體物質；納米新生態錳為高錳酸鹽氧化硫酸錳、氯化錳、硫代硫酸鈉或亞硫酸鈉所得固體物質。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至十九之一相同。
[0034]通過以下實施例驗證本發明的有益效果:
[0035]實施例1:
[0036]本實施例的一種強化錳氧化物去除水中Hg( II )的絡合劑的方法，按以下步驟實現:一、向含Hg( II )水中投加絡合劑A，再投加吸附劑B，然後以250r/min的速度攪拌反應40min，得到混合溶液；二、向步驟一所得混合溶液中投加混凝劑，然後依次經過常規水處理工藝混凝、過濾、沉澱和澄清後，即完成原位生成新生態納米二氧化錳徹底去除水中Hg( II )；
[0037]其中步驟一中絡合劑A與Hg的摩爾比為300: 1，吸附劑投加量以錳計為4mg/L ;步驟一中絡合劑A為硫代硫酸鈉，吸附劑B為新生態鐵錳；步驟二中混凝劑的投加量為10mg/Lo
[0038]本實施例所述的吸附劑B為新生態鐵錳的固體物質。
[0039]本實施例步驟一含Hg( II )水中Hg( II )的含量為30 μ g/L ;步驟二中混凝劑為
聚合氣化招。
[0040]本實施例中原位生成新生態納米二氧化錳徹底去除水中Hg( II )，經檢測，去除水中Hg( II )的效率為99.9%。
[0041]實施例2:
[0042]本實施例的一種強化錳氧化物去除水中Hg( II )的絡合劑的方法，按以下步驟實現:一、向含Hg( II )水中絡合劑A，再投加吸附劑C，然後以250r/min的速度攪拌反應15min，得到混合溶液；二、向步驟一所得混合溶液中投加混凝劑，然後依次經過常規水處理工藝混凝、過濾、沉澱和澄清後，即完成原位生成新生態納米二氧化錳徹底去除水中Hg( II )；
[0043]其中步驟一中絡合劑A與Hg的摩爾比為300: 1，吸附劑投加量以錳計為4mg/L ;步驟一中絡合劑A為硫代 硫酸鈉，吸附劑C為新生態錳；步驟二中混凝劑的投加量為IOmg/L0
[0044]本實施例步驟一含Hg( II )水中Hg( II )的含量為30 μ g/L ;步驟二中混凝劑為
聚合氣化招。
[0045]本實施例所述的吸附劑B為新生態錳的固體物質。
[0046]本實施例中原位生成新生態納米二氧化錳徹底去除水中Hg( II )，經檢測，結果如圖1所示，可見去除水中Hg( II )的效率為99.99%，汞剩餘濃度低於I μ g/L。
【權利要求】
1.一種強化錳氧化物去除水中Hg( II )的絡合劑的方法，其特徵在於強化錳氧化物徹底去除水中Hg( II )的方法按以下步驟實現:一、向含Hg( II )水中投加絡合劑，再投加吸附劑，然後以100~350r/min的速度攪拌反應I~60min，得到混合溶液；二、向步驟一所得混合溶液中投加混凝劑，然後依次經過常規水處理工藝混凝、過濾、沉澱和澄清後，即完成強化錳氧化物去除水中Hg( II )的絡合劑； 其中步驟一中絡合劑與Hg的摩爾比2~10000: I ;吸附劑投加量以錳計為I~50mg/L ;步驟二中混凝劑的投加量為10mg/L。
2.根據權利要求1所述的一種強化錳氧化物去除水中Hg(II )的絡合劑的方法，其特徵在於步驟一中所述的絡合劑為硫代硫酸鈉。
3.根據權利要求1所述的一種強化錳氧化物去除水中Hg(II )的絡合劑的方法，其特徵在於步驟一中所述的吸附劑為新生態鐵錳或納米新生態錳。
4.根據權利要求1所述的一種強化錳氧化物去除水中Hg(II )的絡合劑的方法，其特徵在於步驟一中絡合劑為硫代硫酸鈉，硫代硫酸鈉與Hg摩爾比10~5000: 1，吸附劑投加量以猛計為I~30mg/L。
5.根據權利要求4所述的一種強化錳氧化物去除水中Hg(II )的絡合劑的方法，其特徵在於步驟一中絡合劑為硫代硫酸鈉，硫代硫酸鈉與Hg摩爾比10~1000: 1，吸附劑投加量以猛計為I~20mg/L。
6.根據權利要求5所 述的一種強化錳氧化物去除水中Hg(II )的絡合劑的方法，其特徵在於步驟一中絡合劑為硫代硫酸鈉，硫代硫酸鈉與Hg摩爾比10~500: 1，吸附劑投加量以猛計為I~10mg/L。
7.根據權利要求1或2所述的一種強化錳氧化物去除水中Hg(II )的絡合劑的方法，其特徵在於步驟一中以120~300r/min的速度攪拌反應2~30min，得到混合溶液。
8.根據權利要求1所述的一種強化錳氧化物去除水中Hg(II )的絡合劑的方法，其特徵在於步驟一中以250r/min的速度攪拌反應15min,得到混合溶液。
9.根據權利要求1所述的一種強化錳氧化物去除水中Hg(II )的絡合劑的方法，其特徵在於步驟一中新生態鐵錳為高錳酸鹽氧化硫酸亞鐵或氯化亞鐵所得固體物質；納米新生態錳為高錳酸鹽氧化硫酸錳、氯化錳、硫代硫酸鈉或亞硫酸鈉所得固體物質。
10.根據權利要求1所述的一種強化錳氧化物去除水中Hg( II )的絡合劑的方法，其特徵在於步驟二中混凝劑為硫酸鋁、聚合氯化鋁、氯化鐵或硫酸鐵。
【文檔編號】C02F9/04GK103848523SQ201410128711
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年4月1日 優先權日:2014年4月1日
【發明者】馬軍, 路希鑫, 皇甫小留 申請人:哈爾濱工業大學