[发明专利]一种以炉渣为反应载体处理重金属污水的方法

说明书

技术领域

本方法属于环境保护技术领域，具体涉及一种以炉渣为反应载体处理重金属污水的方法。

背景技术

重金属污染是水污染中最严重的问题之一。在环境与人类健康领域，重金属主要指汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)、砷(As)、铜(Cu)、锌(Zn)、镍(Ni)等。其主要来源于金属冶炼、金属加工及化工生产，它们以不同的形态存在，并在环境中迁移、积累。

重金属具有毒性大、易被生物富集、在环境中不易被代谢，并有生物放大效应等特点，对水体造成严重污染。我国水体重金属污染问题十分突出，江河湖库底质的污染率高达80%以上，国家每年投入的整治资金逐年升高。但随着工业化的不断发展，各类工业企业的生产污水排放不断在增加，水污染事件不断被曝光。2004年四川沱江特大水污染事故，由于化工厂高浓度污水排入水体中，水质被严重污染，水中生活的鱼类大量死亡，造成直接经济损失接近3亿；2006年湖南省岳阳县城由于3家化工厂将高浓度含砷污水排入新墙河，使得河中的砷浓度超标10多倍，严重威胁8万人的饮水安全；2007年湖南省宜章县某冶炼企业排放剧毒含砷、镉污水，造成农田水中砷、镉超标几十倍，使得部分河段出现死鱼，并给附近居民生活用水造成巨大威胁； 2011年曲靖某企业由于违规堆放大量铬渣，使得周边水中铬含量严重超标。

目前，人们对水体重金属污染问题已有深入研究，主要采用方法有化学沉淀法、氧化还原法、萃取法、膜分离法、离子交换法、生物法及吸附法等。随着可持续发展战略的实施，循环经济和清洁生产技术越来越受到人们的关注。近年来，人们不断寻求更加安全和经济的方法来处理重金属污水，以达到安全经济的目的。重金属污水成分复杂，单一的处理方法存在处理药剂使用量大、反应不易控制、运行不稳定等问题，将两种或两种以上工艺优化组合，同时结合部分物质的资源化利用，形成协同互补，提高处理效果、降低处理成本，成为重金属污水治理技术研究和应用的发展趋势。

发明一种以炉渣为反应载体处理重金属污水的方法，以炉渣的高比表面积为反应表面，以炉渣的内部孔隙和表面负载氧化钙、硫化钠、聚铁、聚铝、PAM等反应原料，对污水中的重金属进行多级循环处理。

发明内容

本发明目的是提供一种处理工艺简单、处置成本低而且运行效果稳定的处理含重金属污水的方法。

一种以炉渣为反应载体处理重金属污水的方法，其特征在于：以炉渣的高比表面积为反应表面，以炉渣的内部孔隙和表面负载氧化钙、硫化钠、聚铁、聚铝、PAM等反应原料，对污水中的重金属进行多级循环处理：

具体实施步骤包括如下：（1）把炉渣使用破碎机进行破碎处理，并控制其粒径大小；（2）根据重金属类型，选择相应药剂配制成溶液，调节废水中重金属的质量浓度，加入炉渣，搅拌并静置；（3）将炉渣与步骤（2）中所配制的溶液充分混合，混合一定时间后，将炉渣取出，风干，制得与污水接触反应的反应体；（4）将炉渣与重金属污水按照一定的配比进行混合反应。

作为优选，步骤（1）所述的炉渣来源于金属冶炼、废弃物高温焚烧等剩余残渣；所述污水是指污水中的重金属浓度为中低浓度；所述破碎处理后的炉渣粒径小于10mm；

作为优选，步骤（2）所述相应药剂是指含汞废液，选择药剂为硫化钠等含S^2-物质；含砷废液，选择药剂为含Ca²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺等离子的物质；

作为优选，步骤（3）所述的充分混合是炉渣全部浸泡于溶液中；所述的混合时间不小于30min；所述的风干是指放于阴暗处自然风干，确保溶液充分进入到炉渣的表面；

作为优选，步骤（4）所述的炉渣与污水的配比根据水质的情况确定，原则上炉渣与污水的配比不超过1:1；

所述多级循环处理是指通过炉渣的内部表征，使得污水在炉渣内部完成多次接触反应。

发明人使用此方法对重金属污水的处理进行了大量试验研究，其原理为：（1）炉渣成分复杂，结构疏松多孔，有较大比表面，稳定性强，对重金属物质有一定吸附作用；（2）药剂负载于炉渣表面，提高了药剂的使用效率，增加了重金属离子停留时间和反应时间；（3）炉渣内部孔隙纵横交错，凹凸不平，重金属反应沉淀后，在水的冲击作用及炉渣内槽面的阻力下，容易富集于炉渣内部，而达到去除的效果，同时也减少污水中的颗粒物，使污水的水质得到改善。

本发明与现有处理技术相比，具有以下优点和效果：