[发明专利]碱式碳酸镁沉淀吸附法处理含重金属离子废水的方法

说明书

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，特别涉及一种碱式碳酸镁沉淀吸附法处理含重金属离子废水的方法。

背景技术

重金属能在土壤、水体中积累，又无法被微生物降解，只能转移存在位置或改变其物理、化学形态；因而，重金属是一种“永久性”的污染物；此外，重金属还会以生物富集的形式，构成食物链危及人类；因此，需要研究使用正确、高效的方式处理重金属废水，且避免二次污染。

目前，含重金属废水的处理方法主要有化学沉淀法、离子交换法、膜分离法、吸附法及生物处理法等。

离子交换法、膜分离法由于投资、运行费用高，应用受到一定程度限制，并且含重金属废水经离子交换、膜分离处理后可达标排放，但含重金属离子的离子树脂再生液、膜分离后的浓水仍需进一步处理，处理不当的话易引起二次污染；如申请号为201080024104.6的中国专利申请采用反渗透的方法处理含重金属废水，其能耗高，膜寿命短，应用受到限制；并且，处理后淡水可达标排放，但含重金属离子的浓水的处理没有给出处理方案。

吸附法处理含重金属废水的研究多集中于活性炭、天然或改性沸石、壳聚糖以及改性纤维素等；吸附法处理含重金属废水的共性问题是吸附量小，使用后废弃吸附剂无合适的方法回收处理，易引起二次污染。

生物处理法环保清洁，但处理效率低，适用性受到若干实际因素限制。

从实际应用角度来看，化学沉淀法由于处理成本低，应用最为广泛，最典型的沉淀剂是石灰、消石灰、氢氧化钠；采用石灰或消石灰中和，重金属离子可以以沉淀和吸附两种并存的形式脱除，沉淀颗粒大，液固分离容易，但处理后形成的石膏渣难以回收或处理，易造成二次污染。采用氢氧化钠做沉淀剂，中和沉淀后，如pH高，需中和处理后才能排放，废水中如有多种重金属离子共存，如Zn和Al共存，pH偏高，可能有再溶解现象；另外一般需配合使用絮凝剂来絮凝沉降所形成的细小的氢氧化物沉淀颗粒；如申请号为201110051653.9的专利申请采用化学沉淀-絮凝法处理含铜离子的污水，污水引入混合反应器，加入碱混合均匀，生成含铜离子的沉淀物；将混合反应器中的污水引入反应槽，加入聚合氯化铝、聚丙烯酰胺，使含铜的沉淀物在絮凝作用下产生絮团；依次进行沉淀器沉淀、过滤器过滤；对含铜的污泥无合理的处理方法，只能对外输出，存在潜在污染。

关于硫化物沉淀处理含重金属废水的技术也有许多报道；在含重金属废水中加入无机硫化物如硫化氢、硫化钠、硫氢化钠或有机硫化物如黄原酸酸、有机硫铵等，产生重金属硫化物沉淀；但废水有硫含量偏高，尚需进一步脱硫处理，而且重金属硫化物颗粒细小，其沉降、过滤、后续回收及处理工艺相对复杂。

氢氧化镁作为一种新型的水处理剂目前在美国、西欧和日本等国家和地区应用较多，其缓冲能力强，去除重金属离子效率高。由于粉状氢氧化镁在水中分散性不好，易聚团，影响废水处理效果，增加氢氧化镁消耗，因此氢氧化镁一般预先制备成浆状产品进行销售、运输和储存。相对于固体粉状产品，浆状氢氧化镁增大了运输成本，为了防止其沉降、结底，往往需要定期搅拌，以及在合成浆状氢氧化镁时进行表面改性处理等，增大了使用的复杂性；另外，含重金属废水经浆状氢氧化镁处理后，如何从废弃的氢氧化镁沉淀中回收重金属暂无有效方法。虽有一些文献报道，使用后的氢氧化镁可通过轻烧的方式进行处理，然后继续返回使用，但实际上氢氧化镁不可能无限次循环使用，一旦其失去有效的去除重金属离子效果时，必须排放处理，对于该氢氧化镁沉淀的后处理方式仍无有效方法，其中所含的重金属离子仍具有潜在污染。

发明内容

针对现有对含重金属离子废水的处理技术存在的上述问题，特别是含重金属离子的废水经沉淀处理法处理后沉淀物难以有效处理的问题，本发明提供一种碱式碳酸镁沉淀吸附法处理含重金属离子废水的方法，通过碱式碳酸镁加入到待处理的含Cu²⁺、Ni²⁺或Zn²⁺的废水中，经加热搅拌及过滤，在处理含重金属离子废水的同时，降低处理成本，并可实现重金属的二次资源回收利用。

本发明的方法按以下步骤进行：

1、采用碱式碳酸镁作为沉淀剂，或将碱式碳酸镁加水调浆后作为沉淀剂，将沉淀剂加入到含Cu²⁺、Ni⁺或Zn²⁺的含重金属离子废水中；加入量按碱式碳酸镁的质量与含重金属离子废水的体积比为0.1~10g/L； 

2、在搅拌条件下，将加入碱式碳酸镁的含重金属离子废水加热至20~80℃，并保温10~60min进行沉淀反应；