[发明专利]在线合成类水滑石去除废水中汞、铅或镉离子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除废水中汞、铅、镉离子的方法，属于废水治理技术领域，特别涉及在废水处理过程中利用在线合成类水滑石化合物去除废水中汞、铅或镉离子的方法。

背景技术

随着现代社会工业化程度的不断提高，人们向自然界排放的金属废弃物越来越多，特别是工业生产过程中产生的含汞、铅、镉废水造成了严重的环境污染。汞、铅、镉离子具有一定的毒性，排入环境后不易被降解去除，而是在环境中长期积累，而且还可以通过食物链在各级生物之间传递，对生物和人体产生极大的毒害作用。因此，必须严格控制镉离子的排放，如果任其排放到自然界中，势必对人类赖以生存的自然环境造成严重的污染。而类水滑石化合物(HTLcs)具有类似于水镁石的层状结构，基本结构式为：[M_1-x²⁺M_x³⁺(OH)₂](A^n-)_x/n·yH₂O，其中M²⁺代表层板上的二价阳离子。HTLcs层板上的二价阳离子具有可调控性，一定条件下可将汞、铅、镉等二价金属阳离子引入其结构中合成不同的HTLcs，同时可以去除水中的镉离子。

汞、铅、镉离子的去除方法以及类水滑石吸附水中的重金属离子等技术已有公开，如CN1064226公开了一种用于生活饮用水净化的高效能、可再生的脱铅离子筛的制造方法和该离子筛的应用。脱铅离子筛是在硅胶载附的钛化物上，引入适量铅离子，经热处理使之固位，再将铅离子洗脱，即在该复合物内部布满了与铅离子相适应的特定筛孔。应用时，待净化的水体，不需任何处理，即可直接通入装有本离子筛的吸附柱，从而达到脱铅净化之目的。CN1994916公开了一种去除水中二价镉离子的钢渣组合物及其制法和应用，所说的钢渣的组分和含量至少包括：质量分数为30％～50％的CaO，10％～30％的SiO₂和5％～40％的Fe₂O₃，其钢渣组合物为成分的吸附剂具有吸附性能优异、操作简单、无毒害作用、价格低廉、环保效益显著等特点。CN101033095公开了一种去除水中微量汞、镉离子的改性水滑石制备方法，以氨基酸作为主要改性源，对水滑石进行改性，利用水相沉淀热结晶法制备改性水滑石，通过控制干燥方式，使其在结构上实现优化。

以上去除废水中汞、铅、镉离子的方法都是采用先合成吸附剂，再进行离线的吸附这种方式。首先在固体吸附剂的合成中需要复杂的固液分离过程；并且在吸附剂的制备和镉离子的吸附这两个过程中需要两套仪器设备，增加了处理的成本。

发明内容

针对现有技术方法的不足，提供一种在线合成类水滑石去除废水中汞、铅、镉离子的方法，实现低成本、高效率的处理废水中汞、铅、镉离子，使废水中的汞、铅、镉离子的浓度降低至国家标准允许的排放浓度以下。

本发明的技术方案如下：

在线合成类水滑石去除废水中汞、铅或镉离子的方法，步骤如下：

(1)含镁离子、铝离子的混合盐溶液的配制

将硝酸镁和硝酸铝溶于去离子水中，得到镁铝摩尔比为1～2∶1的含镁离子、铝离子的混合盐溶液；

(2)取含汞、铅或镉离子的废水，测定其中汞、铅或镉离子的浓度为5.0～10.0mg/L时备用；当废水中汞、铅或镉离子的浓度高于10.0mg/L时，加水稀释至汞、铅或镉离子的浓度至5.0～10.0mg/L；

(3)按照体积比1∶1，将步骤(1)的含镁离子、铝离子的混合盐溶液加入到步骤(2)的废水中混合，同时滴加氢氧化钠溶液，控制反应液的pH值为8.5～9.0，在磁力搅拌的条件下反应50～60min；

(4)抽滤，用水洗涤固体3～5次，在70℃下干燥24h，得类水滑石化合物。滤液用于重金属离子浓度分析，测定其中汞、铅或镉离子的含量，符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的排放标准以下排放。

优选的，步骤(3)中氢氧化钠溶液质量浓度为100g/L。

当去除废水中汞离子时，优选的，步骤(1)混合盐溶液的镁铝摩尔比为1∶1，步骤(3)中的反应液的pH值为8.5；步骤(1)混合盐溶液的镁铝摩尔比为1∶2，步骤(3)中的反应液的pH值为9.0。

当去除废水中铅离子或镉离子时，优选的，步骤(1)混合盐溶液的镁铝摩尔比为1∶1，步骤(3)中的反应液的pH值为9.0；步骤(1)混合盐溶液的镁铝摩尔比为1∶2，步骤(3)中的反应液的pH值为8.5。