[发明专利]一种同时去除污水中重金属阳离子和含氧酸根阴离子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水处理的新方法，包括废水及被污染的地下水，尤其涉及一种同时去除污水中重金属阳离子和含氧酸根阴离子的方法。

背景技术

我国水污染严重，地表水和地下水污染在全国各地尤其是经济发达地区普遍存在，地下水污染是由人类活动引起的各种物理、化学和生物等干扰过程造成污染物自土壤表面迁移至地下含水层，主要水污染化学物质包括了各类有毒有机物（如多环芳烃、有机农药等）、重金属（如镉离子、铬离子、铅离子等）和含氧酸根类污染物（如砷酸根、磷酸根、铬酸根等）。水污染物已成为制约我国经济进一步发展和威胁我国人体健康的重要因素，因此急需开发高效廉价的水污染控制材料和技术。

我国水污染普遍存在复合污染特征，多种污染物共存使水处理过程变得复杂，单一处理方法难以同时去除水中多种污染物。如生物降解法适用于处理有毒有机物污染废水，但难以用于重金属污染物废水处理；吸附法是常见污水处理方法，但目前常用吸附剂往往具有专属性，难以同时吸附去除几种污染物。开发能同时去除多种污染物的水处理材料和技术目前引起普遍关注。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同时去除污水中重金属阳离子和含氧酸根阴离子的方法。

本发明采用的技术方案为：

一种同时去除污水中重金属阳离子和含氧酸根阴离子的方法，该方法包括：将水铁矿投入到同时含有重金属阳离子和含氧酸根阴离子的污水中，吸附平衡2～4 h使废水中的重金属阳离子和含氧酸根阴离子被充分吸收。

优选的，所述污水为同时含有重金属阳离子和含氧酸根阴离子的废水。

优选的，所述污水为被重金属阳离子和含氧酸根阴离子污染的地下水。

优选的，水铁矿可直接投入，也可先分散到水中制成悬浮液，再投入。

优选的，将吸附有重金属阳离子和含氧酸根阴离子的水铁矿采用离心、沉淀、砂虑中的至少一种方法分离回收。

优选的，水铁矿的粒径为20～50nm。

优选的，一种同时去除污水中重金属阳离子和含氧酸根阴离子的方法：将水铁矿投入到同时含有重金属阳离子和含氧酸根阴离子的废水中，吸附平衡2～4 h使废水中的重金属阳离子和含氧酸根阴离子被充分吸收。

优选的，一种同时去除污水中重金属阳离子和含氧酸根阴离子的方法：将水铁矿分散到水中制成悬浮液，再注入到同时被重金属阳离子和含氧酸根阴离子污染的地下含水层，使地下水中的重金属阳离子和含氧酸根阴离子被水铁矿充分吸收。

本发明方法是一种基于表面吸附和界面沉淀原理的污水处理方法，利用水铁矿的纳米尺度粒径（20～50nm）、巨大比表面积和丰富的表面反应位点，通过表面吸附作用吸附重金属阳离子和含氧酸根阴离子，而两类污染物在界面聚集时可达到过饱和的高浓度，可直接生成界面沉淀物。

本发明的有益效果是：

本发明利用水铁矿的纳米尺度粒径以及丰富的表面反应基团，对水中重金属和含氧酸根具有强的界面作用，一方面可直接吸附污染物，另一方面利用两种污染物在界面聚集形成高浓度而产生界面沉淀作用，从而协同去除水中两种污染物，本发明采用水铁矿去除污水中重金属阳离子和含氧酸根阴离子，具有显著去除效果。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。

实施例1

称取0.5g水铁矿，投入到1 L同时含20 mg/L铬离子（Cr³⁺）和20 mg/L磷酸根离子（HPO₄^3-）的污水，吸附2h后离心分离出水铁矿，采用原子吸收光谱测定水中铬离子去除率为86%，磷酸根去除率为88%。

称取同条件的水铁矿0.5g，投入到1 L含重金属铬离子浓度为20 mg/L的污水中，吸附2h后离心分离，原子吸收光谱测定水中铬离子浓度为5.2 mg/L，去除率为74%。

称取同条件的水铁矿0.5g，投入到1 L含磷酸根离子浓度为20 mg/L的污水中，吸附2h后离心分离，原子吸收光谱测定水中磷酸根离子浓度为4.5 mg/L，去除率为78%。

由以上三组实验对比可知，水铁矿处理同时含重金属阳离子和含氧酸根阴离子的污水，去除率高，优于仅含重金属阳离子或含氧酸根阴离子的污水，可见水铁矿表现出协同去除（重金属阳离子和含氧酸根阴离子）效应，去除效果显著。

实施例2