[发明专利]一种废水中硫酸根的脱除方法

说明书

技术领域

本发明属于环境工程领域，涉及一种硫酸根废水处理方法，特别是涉及采用复盐法去除废水中硫酸根离子的方法。

背景技术

高浓度硫酸盐废水大量存在于矿山、冶金、食品及医药等行业中，这些废水不经处理直接排入水体，将会产生一系列危害，如：①腐蚀管道。在各类输水管中，它将直接减小水的电阻而增加腐蚀，间接地影响到硫酸盐还原菌的循环和生物腐蚀的传播；②过量的硫酸根可使水体产生恶臭，影响水的感官性状及其使用；③过量的硫酸根不利于作物生长，使土地盐渍化；④含有硫酸盐的饮用水有苦涩味，并有致泻作用，如长期饮用，将引起腹泻和消化不良等症状。因此，水中硫酸根含量的高低对其使用性能的影响越来越引起人们的关注。

目前，脱除硫酸根的技术方法主要有BaCl₂法、CaCl₂法及冷冻法。BaCl₂法是工业应用最广泛的化学除SO₄^2-方法，其工艺操作简单、去除效果好，但具有本身有较强的毒性、贮存条件要求高、使用成本高等缺点。CaCl₂法由于硫酸钙的溶度积较大，去除SO₄^2-的效果较氯化钡法差。冷冻法由于脱除硫酸根的能耗相当大，目前工业上应用极为少见。近几年，人们开发出了离子交换法、膜分离法及吸附法等。其中离子交换法是用树脂交换盐水中硫酸根，并且定期洗脱树脂，具有吸附、脱附速度快，操作方便等优点。膜分离法是由加拿大Kvaemer chenetics公司开发的一种新型脱除硫酸根离子的技术，可以有效地从盐水溶液单价阴离子Cl^-中分离出SO₄^2-，具有硫酸根脱除率高，操作简便，成本较低等特点。但是，目前这些方法主要局限于氯碱生产过程盐水中硫酸根的脱除，而在冶金、矿山等工业废水处理领域的应用研究报道极少。此外，也有采用针铁石、柱撑蒙脱石、焙烧水滑石等吸附去除水中硫酸根离子的文献报道，但此类方法受溶液pH、操作温度等因素影响较大，尚在实验研究阶段。

为此，我们提出了以水合硝酸铝及氢氧化钙为脱除剂以去除废水中的硫酸根的方法。该方法基于如下的原理：SO₄^2-能与Ca²⁺、Al³⁺在一定条件下形成复合物沉淀，使SO₄^2-从溶液中高效脱除。

发明内容

本发明的目的是提出了一种以水合硝酸铝及氢氧化钙为脱除剂去除废水中的硫酸根离子的方法。

本发明的目的是通过以下方式实现的。

一种硫酸根废水的处理方法，其特征在于，向工业硫酸根废水中按SO₄^2-/Al³⁺摩尔比为0.8-1.1∶1的比例加入Al(NO₃)₃·9H₂O，用氢氧化钙调节pH值至9-12，搅拌反应，形成复合物Ca₆Al₂(SO₄)₃(OH)₁₂·26H₂O沉淀，固液分离。

所述反应温度20-40℃。

所述反应时间为30-90min。

本发明的具体技术方案为：向工业硫酸根废水中按SO₄^2-/Al³⁺摩尔比为0.8-1.1∶1的比例加入Al(NO₃)₃·9H₂O，控制反应温度20-40℃，用氢氧化钙调节体系的pH值为9-12，搅拌反应30-90min，体系中SO₄^2-能与Ca²⁺、Al³⁺形成复合物Ca₆Al₂(SO₄)₃(OH)₁₂·26H₂O沉淀(见附图1)，之后进行固液分离，得到低浓度硫酸根离子的净化水。采用本发明可将初始浓度1300-2000mg/L冶金、矿山等排放的硫酸根废水处理至出水SO₄^2-浓度低于100mg/L。