[发明专利]一种利用蛋壳去除工业废水中重金属盐的方法

说明书

背景技术

重金属是构成地壳的元素，多存在于各种矿物中，其含量一般低于 0.1％(丛艳国和魏立华，2002)，属微量元素。部分重金属可以一定量(微 量)的水平或某种离子价态参与生物体的一些特殊的生长代谢活动(陈素华 等，2002)。在此情况下这些重金属离子在对生物的生长代谢活动不可或缺。 从生物利用角度，重金属是不能被降解而从环境中彻底消失(An et al.，2001)、只能从一种形态转化为另一种形态、从高浓度变为低浓度、部分 可在毒性-无毒或低毒状态之间转化、能在生物体内积累富集(夏立江 等， 1998)。

重金属铜(Cu)是构成地壳的元素之一，存在于各种矿物中，其 含量一般低于0.1％，属微量元素。如同其它重金属，Cu不能被生物 降解(An et al.，2001)、只能从一种形态转化为另一种形态、从高浓度 向低浓度、可在毒性(高浓度下)-无毒(微量)或低毒(低浓度) 状态之间转化、能在生物体内积累富集(夏立江等，1998)。可以一 定量(微量)的水平或某种离子价态参与生物体的一些特殊的生长代 谢活动(陈素华等，2002)，重金属污染一般会造成植株矮化、生长 缓慢、生物量大幅度下降(周东美等，2002；Cunningham et al.，1995； Sauge-Merle et al.，2003)，导致人体疾病和中毒事件发生。水体中的重 金属含量超标或过高时，会形成高矿化度水质。在工业生产中，高矿化水质 不仅严重腐蚀、损害工业设备，加大工业制水成本，而且还导致土壤板结、 植物枯萎，加速盐碱化，沙漠化进程，给生态环境带来严重的负面影响。我 国目前在建的矿山有8000多座，金属加工业厂家数以万计；可以预见重金属 污染工业废水排放量将进一步增加。重金属污染工业废水的治理任务更加艰 巨。进一步寻求有效的重金属污染废水治理方法势在必行，是一项长期的重 大科研课题。

长期以来，随着各国工业化的进程，重金属工业规模越来越大。 在过去相当长的时间里，发展的重点在于增加其产量。我国的矿物资 源主要靠自给，矿石品位普遍偏低，采矿量和剥离废石量大，单位产 品的废物(包括废水)产生量也大。对废水中的重金属(包括Cu) 去除和回收处理的研究由来已久(Janson et al.，1982)，国内外研究资料 十分丰富(况金蓉，2002；张建梅，2003；Scott and Palmer，1990；Volesky， 1990；Peng and Koon，1993；Regine and Volesky，2000；Babel and Kurniawan，2003；Gupta and Mohapatra，2003；.Mack et al.，2004；Igwe and Abia，2006)。其方法大致包括化学法、物理化学法和生物法。化 学方法主要包括化学沉淀法和电解法，该方法主要适用于含较高浓度 重金属离子废水的处理。化学沉淀法的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，通过过滤和分 离使沉淀物从水溶液中去除，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧 体共沉淀法等(张学洪等，2003)。由于受沉淀剂和环境条件的影响， 出水浓度达不到要求，需作进一步处理，产生的沉淀物必须再次处置， 否则会造成二次污染，而且难以将金属从中回收。电解法主要用于电 镀废水的处理，不适于处理较低浓度的含重金属离子的废水。物理化 学法，主要是一种离子交换法和膜分离技术或二者相结合的技术。离 子交换法特异性较强，但受到交换剂品种、产量和成本的限制(邓再 辉，2003；Chaudhari and Tare，1996)。膜分离技术是利用一种特殊的半 透膜，采用电渗析或和隔膜电解原理的分离或浓缩的方法，但在运行中 都遇到了电极极化、结垢和腐蚀等问题。近几年来出现的戈尔膜技术， 是以压滤为原理。已在宝钢集团公司、上钢五厂、柳州锌品公司、白 银有色金属公司等投入实际应用，取得了非常好的效果。但需一套特 殊的戈尔膜过滤器，投资成本高，处理废水50-80m³/h，大约需投 资366万元。