[发明专利]基于双效聚合氯化铝的去除废水中重金属氰络合物的方法

说明书

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，特别涉及一种基于双效聚合氯化铝(PACC)的去除水中重金属氰络合物的方法。

背景技术

氰化物是剧毒物质，含氰废水必须先经处理，才可排入水道或河流中。氰化物被广泛应用于电镀、冶金等行业。作为一种强的络合剂，氰离子(CN^-)能与水中许多金属离子(Me(II)，主要包括：Cu²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺)形成稳定的络合物。因此，当存在大量CN^-时，废水中的Me(II)将与CN^-络合，形成性质稳定的重金属氰络合物，如氰化亚铜、氰化锌、氰化镍、氰化镉、氰化铅、氰化汞等，这又对这些有毒有害的重金属离子的去除造成了极大困难，成为重金属废水处理的难题。

对于重金属氰络合物废水，主要处理方法有：化学法、离子交换法、活性炭法、电解法、反渗透法、蒸发浓缩法。其中，化学法具有投资少、工艺简单的特点，是目前研究和应用最多的方法。化学法主要包括氧化处理法、中和处理法、凝聚沉淀法等，以及把几种方法组合起来一起使用。碱性氯化法是最常用的氧化处理法，在碱性条件下通过两个阶段的反应，氯系氧化剂(液氯、次氯酸钠、二氧化氯等)可以将氰氧化为氮气和二氧化碳。氰被氧化后，重金属氰络合物随即被破络合，Me(II)从络合物中游离出来，可通过碱性沉淀、混凝沉淀、吸附过滤等手段得以去除。

本案发明人成功发明了一种制备兼具絮凝与消毒效能的聚合氯化铝(PACC)的方法(ZL 200310121380.6)，由于PACC含有高含量的Al₁₃形态和活性氯，因此表现出良好的絮凝和氧化/消毒的双效水处理效能。活性氯是氯系氧化剂的有效成份，在水中可以与CN^-反应生成CNO^-，再进一步反应生成CO₂和N₂。PACC中活性氯的主要成份是次氯酸(HClO)。Al₁₃([AlO₄Al₁₂(OH)₂₄(H₂O)₁₂]⁷⁺)是铝的水解-聚合-沉淀一系列反应的中间产物，除了带有高的正电荷和较强的架桥能力外，预制的Al₁₃聚合体在混凝过程中较为稳定。研究表明，Al₁₃形态是聚合氯化铝中的最佳凝聚絮凝形态。因此，采取有效的方法和过程获得高含量Al₁₃形态往往是聚合氯化铝研究与生产的追求目标。

本发明是基于PACC水处理药剂的特点，发明一种成本低廉、易于操作的除重金属氰络合物的方法，利用PACC中高活性氯和Al₁₃形态含量，实现氧化絮凝同步进行去除重金属氰络合物中的CN^-和Me(II)。

发明内容

本发明的目的是针对废水中的CN^-和Me(II)(Me(II)，主要包括：Cu²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺、pb²⁺)，提供一种经济有效、方便快捷、易于操作、氧化絮凝同步进行，基于双效聚合氯化铝(PACC)的去除废水中重金属氰络合物的方法。

本发明所涉及的PACC去除水中CN^-的技术原理在于：第一阶段，在强碱性条件下，活性氯与CN^-反应生成CNO^-；第二阶段，在弱碱性条件下，活性氯进一步与CNO^-反应生成了无害的CO₂和N₂。

本发明所涉及的PACC去除水中Me(II)的技术原理在于：在活性氯的氧化作用下，重金属氰络合物结构瓦解，其中的Me(II)被游离出来，在弱碱性条件下，一部分Me(II)会水解沉淀去除，剩余的未水解沉淀尚存在水中的Me(II)被Al₁₃形态絮凝去除。

基于上述原理，本发明提出了PACC的涉及氧化絮凝同步进行的有效去除水中重金属氰络合物的方法，从而为含氰和重金属废水治理提供了新的技术途径。