一種廢水中硫酸根的脫除方法
2023-05-02 05:30:16
專利名稱：一種廢水中硫酸根的脫除方法
技術領域：
本發明屬於環境工程領域，涉及一種硫酸根廢水處理方法，特別是涉及採用復鹽法去除廢 水中硫酸根離子的方法。
背景技術：
高濃度硫酸鹽廢水大量存在於礦山、冶金、食品及醫藥等行業中，這些廢水不經處理直接 排入水體，將會產生一系列危害，如①腐蝕管道。在各類輸水管中，它將直接減小水的電阻 而增加腐蝕，間接地影響到硫酸鹽還原菌的循環和生物腐蝕的傳播；②過量的硫酸根可使水體 產生惡臭，影響水的感官性狀及其使用；dM量的硫酸根不利於作物生長，使土地鹽漬化； 含有硫酸鹽的飲用水有苦澀味，並有致瀉作用，如長期飲用，將引起腹灣和消化不良等症狀。 因此，水中硫酸根含量的高低對其使用性能的影響越來越引起人們的關注。目前，脫除硫酸根的技術方法主要鬱aCl逸、CaCl逸及冷凍法。BaCl逸是工業應用最廣 泛的化學除SQ^方法，其工藝操作簡單、去除效果好，但具有本身有較強的毒性、jC存條件要 求高、使用成本高等缺點。CaCl2法由於硫酸鈣的溶度積較大，去除8042—的效果較氯化鋇法差。 冷凍法由於脫除硫酸根的能耗相當大，目前工業上應用極為少見。近幾年，人們開發出了離子 交換法、膜分離法及吸附法等。其中離子交換法是用樹脂交換鹽水中硫酸根，並且定期洗脫樹 脂，具有吸附、脫附速度快，操作方便等優點。膜分離法是由加拿大Kvaemerchenetics公司開發的一種新型脫除硫酸根離子的技術，可以有效地從鹽水溶液單價陰離子cr中分離出so42—，具有硫酸根脫除率高，操作簡便，成本較低等特點。但是，目前這些方法主要局限於氯鹼生產過程 鹽水中硫酸根的脫除，而在冶金、礦山等工業廢水處理領域的應用研究報導極少。此外，也有採用針鐵石、柱撐蒙脫石、焙燒水滑石等吸附去除水中硫酸根離子的文獻報導，但此類方法受 溶液pH、操作aS等因素影響較大，尚在實驗研究階段。為此，我們提出了以水合硝酸鋁及氫氧化鈣為脫除劑以去除廢水中的硫酸根的方法。該方法基於如下的原理8042—能與<:&2+、 AP在一定條件下形成複合物沉澱，使soZ從溶液中高效脫除。發明內容本發明的目的是提出了一種以水合硝酸鋁及氫氧化鈣為脫除劑去除廢水中的硫酸根離子 的方法。本發明的目的是通過以下方式實現的。一種硫酸根廢水的處理方法，其特徵在於，向工業硫酸根廢水中按SOf/A產摩爾比為 0.8-1.1:1的比例加入Al(N03)y9H20，用氫氧化轉調節pH值至9-12，攪拌反應，形成複合物 Ca6Al2 (S04)3(OH)ir26H20沉澱，固液分離。所述反應溫度20-40 °C。所述反應時間為30-90 min。本發明的具體技術方案為向工業硫酸根廢水中按S(V7A^+摩爾比為0.8-1.1:1的比例加 入A1(N03)3'9H20，控制反應溫度2040 °C，用氫氧化l^調節體系的pH值為9-12，攪拌反應 30-90 min，體系中5042-能與Ca2+、 "3+形成複合物CagAb (S04)3(OH)12'26H20沉澱(見附圖1)， 之後進行固液分離，得到低濃度硫酸根離子的淨化水。採用本發明可將初始濃度1300 — 2000mg/L冶金、礦山等排放的硫酸根廢水處理至出水SO^濃度低於100mg/L。針對現有硫酸根脫除方法存在的成本高、操作複雜、難以工業化等不足，開發出一種操作 過程簡便，反應速度快，受驗影響較小，處理高效，適於工業應用的新方法，從而實現工業 硫酸根廢水的有效處理。
圖l:沉澱物的XRD圖譜。
具體實施方式
以下實施例旨在說明本發明，而不是對本發明作進一步的限定。 實施例1釆用CaS04'2H20、 Na2SOf等試劑配製濃度為1720mg/L的模擬工業SO/廢水。取8042-溶液體積為200 ml，反應溫度為25 'C，加入1.24g A1(N03)3'9H20，用氫氧化鈣調節溶液pH 值為10.5，攪拌90min，沉澱，過濾，取濾液分析，SO/'濃度為75.6mg/L。實施例2採用CaSQr2H20、 Na2S04等試劑配製濃度為1290 mg/L的模擬工業8042-廢水。取8042-溶液體積為200 ml，反應溫度為25 'C，加入0.93g A1(N03)3'9H20，用氫氧化韓調節溶液pH 值為12.0，攪拌60min，沉澱，過濾，取濾液分析，SO,濃度為803mg/L。實施例3取硫酸根離子濃度為1720 mg/L的株冶集團鉛鋅冶煉工業廢水5L，反應溫度為30。C，加 A31gAI(N03)3.9H20，用氫氧化鈣調節溶液pH值為ll.O，攪拌60min，沉澱，取上清液分析， SO -濃度為82.7mg/L。
權利要求
1、一種硫酸根廢水的處理方法，其特徵在於，向工業硫酸根廢水中按8O42-/Al3+摩爾比為0.8-1.1∶1的比例加入Al(NO3)3·9H2O，用氫氧化鈣調節pH值至9-12，攪拌反應，形成複合物Ca6Al2(SO4)3(OH)12·26H2O沉澱，固液分離。
2、 根據權利要求1所述的一種硫酸根廢水的處理方法，其特徵在於，所述反應溫度2040。C。
3、 根據權利要求1所述的一種硫酸根廢水的處理方法，其特徵在於，所述反應時間為30-90min。
全文摘要
本發明公開了一種復鹽法處理硫酸根廢水的方法。提出了以水合硝酸鋁及氫氧化鈣為脫除劑以去除廢水中的硫酸根離子。向初始濃度1300-2000mg/L的冶金、礦山行業硫酸根廢水中按SO42-/Al3+摩爾比為0.8-1.1∶1的比例加入Al(NO3)3·9H2O，控制反應溫度20-40℃，用氫氧化鈣調節體系的pH值為9-12，攪拌反應30-90min，體系中SO42-與Ca2+、Al3+形成複合物Ca6Al2(SO4)3(OH)12·26H2O(鈣礬石)沉澱，之後進行固液分離，得到出水硫酸根離子濃度低於100mg/L的淨化水。本發明具有操作簡便，反應速度快，受溫度影響小，處理高效等優點。
文檔編號C02F1/58GK101407356SQ200810143459
公開日2009年4月15日 申請日期2008年10月31日 優先權日2008年10月31日
發明者兵 彭, 彭小玉, 楊志輝, 柴立元, 王雲燕, 王海鷹, 舒餘德, 閔小波, 燕 黃 申請人:中南大學