採用化學沉澱劑碳酸鈉去除廢水中重金屬的製作方法
2023-05-07 12:47:01
專利名稱：採用化學沉澱劑碳酸鈉去除廢水中重金屬的製作方法
技術領域：
重金屬廢水處理
背景技術：
自二十世紀90年代以來，國內外從事廢水處理的研究人員大多採用化學法、膜分離技術、生物吸附和纖維或納米材料吸附法，或採用沸石等離子交換方法去除工業廢水中的重金屬。由於普遍存在去除效果和運營成本諸多原因，因此有關重金屬水汙染治理尚未完全解決。在我國，重金屬水汙染主要來自企業生產環節，例如電鍍廠洗滌用水，有色金屬企業深加工和鋼鐵廠。例如，Cu2+大多來自染料和顏料工業，還有電鍍工業。如果人體誤食大量Cu2+，會引起急性腎功能衰竭。我國含銅廢水允許排放一級標準是0. 5mg/L(總共三級)。過量Si2+鹽會使蛋白質發生沉澱，能夠灼燒和腐蝕皮膚。我國含鋅廢水允許排放一級標準是2. 0mg/L(總共三級)。它們是經常會對環境產生汙染的元素。含Mn2+廢水主要來自合成脂肪酸工業和化肥施用等。如果Mn2+超標將引起慢性錳中毒，會發生神經衰弱症候群和神經功能障礙。我國含錳廢水允許排放一級標準是2.0mg/L(總共三級)。國外根據最新的水處理技術，制訂了不同的排放標準，例如美國廢水中1 2+排放標準為100μ g/L ； Ag+排放標準為5 μ g/L ；Cu2+排放標準為20 μ g/L ；Zn2+排放標準為lmg/L ；Mn2+排放標準為 lmg/L等。英國廢水中Cu2+排放標準為0. 75mg/L, Zn2+為0. 75mg/L。經查國內外近10年以來文獻，表明本發明採用飽和Na2COjK溶液沉澱廢水中的重金屬，形成中水尚屬首次。此方法具有經濟上價格低廉、簡便、快速、環保、對人體危害少的優點。
發明內容
(1)試劑和裝置10% Na2CO3水溶液；漏鬥；濾紙(2)適用條件pH > 4弱酸性和中性包括鹼性重金屬廢水(3)原理根據重金屬碳酸鹽的溶度積常數值判斷，它們在水溶液中的溶解度相當小，可以沉澱下來。反應原理是碳酸根離子與水中絕大多數重金屬離子生成難溶鹽沉澱。舉例如下CU2++C032_—CuCO.
Zn2++C032_—ZnCO.
Mn2++C0,2_—MnCO. 文獻中列出的CuCO3溶度積常數Ksp為1. 4 X IO"10 ；ZnCO3溶度積常數Ksp為 1. 46X 10_10 ；MnCO3 溶度積常數 Ksp 為 9X 10—11 ；PbCO3 溶度積常數 Ksp 為 3. 3X 10_14 ；CdCO3 溶度積常數Ksp為1. OX 10_12 ；Hg2CO3溶度積常數Ksp為3. 6X 10_17 ；NiCO3溶度積常數Ksp 為1. 42 X ΙΟ"7 ；Ag2CO3溶度積常數Ksp為8. 46X 10_12。在碳酸根離子適度過量情況下，對人體有害的重金屬離子沉澱反應能夠向右進行完全。經過濾，重金屬去除效果高於99.5%。 具有很好的淨化效果。實驗結果能達到我國和基本達到美國重金屬廢水排放標準。
具體實施例方式本方法僅適用於PH > 4重金屬廢水處理。在強酸性(pH 4。預先採用儀器法測出廢水中重金屬總濃度，然後一次性加入等當量適中體積的濃度為10%的Na2CO3溶液於廢水中，振搖混合溶液10秒，靜置lOmin，採用定性濾紙0層) 過濾後，在原子吸收分光光度計上用火焰法測定CU2+、ai2+、Mn2+、in32+等濃度。廢水在密閉容器中進行沉澱反應，IOmin後，通過4層定量濾紙，過濾沉澱物質。濾液為無色透明狀。舉例各為IOOppm的Cu2+、Si2+、Mn2+廢水，實驗結果證明，在加入適量10% Na2CO3 水溶液後IOmin時，模擬廢水中重金屬Cu2+濃度由初始IOOppm比較快速地下降至0. 44ppm， 去除效率為99. 56 % ；Zn2+濃度由初始IOOppm比較快速地下降至0. 35ppm,去除效率為 99. 65% ；Mn2+濃度由初始IOOppm比較快速地下降至0. 023ppm，去除效率為99. 98%。採用這種方法可達到國家允許重金屬廢水排放標準。
權利要求
1.本發明的技術特徵根據重金屬碳酸鹽的溶度積常數值判斷，它們在水溶液中的溶解度相當小，可以沉澱下來。碳酸根離子與水中絕大多數重金屬離子生成難溶鹽沉澱。舉例如下Cu2++C0: — CuCO3 I Zn2++C0: — ZnCO3 I Mn2++C032_ — MnCO3 丨等等此外，CuCO3溶度積常數Ksp為1. 4xlO"10 ；ZnCO3溶度積常數Ksp為1. 46x10, ；MnCO3溶度積常數Ksp為2. 24x10^" ；PbCO3溶度積常數Ksp為3. 3xl0_14 ；CdCO3溶度積常數Ksp為 1. OxlO"12 ；Hg2CO3 溶度積常數 Ksp 為 3. 6χ10_17 ；NiCO3 溶度積常數 Ksp 為 1. 42χ1(Τ ；Ag2CO3 溶度積常數Ksp為8. 46χ10_12。在碳酸根離子適度過量情況下，這些對人體有害的重金屬離子沉澱反應能夠向右進行完全。請求保護範圍不得採取與本發明相關的技術條件及其特徵，即採用碳酸鹽溶液作為沉澱劑，用於去除廢水中重金屬，以及用於廢水處理經營活動。
全文摘要
本發明主要研製了一種新型沉澱方法去除工業廢水中重金屬，在無機化合物溶度積常數的理論基礎上，即充分考慮重金屬碳酸鹽沉澱化合物Ksp值較小(約為10-10)的特性，採用等當量加入10％Na2CO3溶液，使得廢水中重金屬，以Cu2+，Zn2+和Mn2+為例，經反應在短時間內沉澱完全，再採取4層普通定性濾紙過濾，去除效果達到99％以上。達到國家重金屬廢水一級排放標準。加入Na2CO3前，若廢水為酸性(pH＜4)，應調節廢水至中性。經查國內外近10年以來文獻，表明本發明採用Na2CO3水溶液沉澱廢水中的重金屬形成中水尚屬首次。此方法具有成本低、原理簡單、可操作性強、簡便、快速和對人體基本無害的特點。
文檔編號C02F1/62GK102234152SQ20101015910
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月29日 優先權日2010年4月29日
發明者劉豔菊, 王欣欣, 邢波 申請人:北京市理化分析測試中心