[发明专利]一种去除饮用原水中重金属镉的方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种原水中重金属净化处理的方法，尤其涉及强化常规工艺去除饮用原水中重金属镉的方法。

背景技术

随着工业和社会的进步，我国饮用水水源突发性镉污染事件爆发也越来越频繁。镉是良好的电池材料，冶炼产品，电镀原料等，其应用深入我国化工、化学、有色金属、机械节共等行业，其污染也因此主要来源于镀锌铁管的腐蚀、天然沉积物的侵蚀、金属精炼厂的排水、电池工业排出的废水以及有色金属的开采、精炼和提纯等。这些通过“三废”进入环境中的镉，对于人们的生活饮用水安全造成了极大的威胁。

1960年左右，日本“痛痛病”的爆发使公众第一次意识到镉的危害。镉被国际癌症研究机构(IARC)列为一类致癌物质，其毒性较大，在自然环境中无法被生物降解，可以根据环境条件的不同产生形态变化，造成不可逆的污染。在各种镉的化合物中，除硒磺酸镉和硫化镉是低等毒性外，其余的包括氧化镉、氯化镉、硫酸镉等都属于中等毒类。在临床上，镉中毒主要分为急性和慢性，急性镉中毒主要通过呼吸道和消化道进行吸收，一次性过量摄入对于人体的肝、肾有较大影响，会导致肺水肿、肺纤维化或者肾功能不全，严重者可致死。长期过量接触镉会引起慢性镉中毒，主要表现为肾脏损害、慢性进行性阻塞性肺气肿、骨骼损害等，易致癌致畸。成人口服镉盐的致死剂量在300mg以上，镉在人体内的半衰期超过十年。世界卫生组织、美国环保署以及欧盟均规定生活饮用水中的镉浓度最大不能超过0.005mg/L。而根据我国于2006年颁布的《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）规定，镉也由原来的不超过0.01mg/L进一步提高到不超过0.005mg/L。

目前我国大多数自来水厂采用的常规处理工艺，一般以絮凝、沉淀、过滤和消毒工艺为主，虽然能够较好地去除浊度、细菌和部分有机物，但对于水中的重金属离子的处理能力有限，因而如何应对原水中重金属的突发性污染是自来水厂面临的难题。当前国内外除镉的研究主要针对镉浓度较高的工业废水，最常用的方法如化学沉淀法主要利用镉离子可与许多阴离子形成难溶化合物这一特性，如氢氧化物沉淀、碳酸盐沉淀、硫化物沉淀等去除水中的重金属离子。目前，大多数有效处理高浓度镉工业废水的方法或价格高昂，或添加了大量化学药剂，而且对于原水pH的影响较大，因而对于饮用水处理的借鉴意义有限。此外，过碱的处理环境易损伤滤料，引起滤料板结，对制水工艺的正常运转也会带来严重影响。目前，针对饮用水源中微量重金属镉的去除的研究较少。

张晓建等采用絮凝剂处理镉浓度为0.042 mg/L的原水，在投加20 mg/L的FeCl₃条件下，除镉率仅为59.8%；投加20 mg/L的Al₂(SO₄)₃时，除镉率降到了37.6%；投加聚铝40 mg/L时，除镉率为67.6%。徐俊等以模拟松花江水质的原水为对象，考察研究了初始镉浓度为0.1 mg/L的情况下四种常规絮凝剂的除镉能力，当投加5 mg/L的Al₂(SO₄)₃、FeCl₃、FeSO₄时，最多只有20%的镉离子被去除，聚合氯化铝（PAC）投加量增加到10 mg/L时除镉率也只有26%，均无法使镉处理达标。张玉政等在投加聚合氯化铝铁30 mg/L和硅酸钠20 mg/L时，最多仅将含0.02 mg/L的含镉的西安南郊水厂的原水处理达标。由此可见，常规给水处理工艺处理含镉超标的饮用水能力极其有限，对于饮用水水源的微量镉污染的应对能力不佳。

因此，寻找简单方便、对pH影响较小、价格低廉、能够有效去除原水中微量镉的方法，以应对类似2005北江镉污染和2012龙江镉污染的突发性重金属污染事件，对保障人民饮用水安全，降低制水成本与设备维护费用都具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单高效的去除原水中重金属镉的方法。

本发明提供的去除原水中重金属镉的方法，其流程如图1 所示，是在常规的水处理工艺中，添加吸附剂、絮凝剂和助凝剂，具体步骤如下：

（1）在含镉原水中添加凹凸棒土作为吸附剂，然后进入混合池充分搅拌混合；

（2）在加入凹凸棒土混合后的原水中，依次加入絮凝剂和助凝剂；

（3）然后进入后续的常规的包括絮凝、沉淀的水处理工艺程序。