[发明专利]一种含铊废水的处理方法

说明书

本发明公开了一种含铊废水的处理方法，其方法包括如下步骤：A）分别制备磁性吸附剂rGO‑Fe₃O₄@TiO₂、PS；B）取得含铊废水的样品，测定该样品中铊的浓度及pH值；C）计算并验证rGO‑Fe₃O₄@TiO₂、PS最佳投放加量；D）按照最佳投放加量向废水中投入rGO‑Fe₃O₄@TiO₂、PS，该rGO‑Fe₃O₄@TiO₂材料通过其‑COOH基团和磁性粒子中的Fe（II），有效活化PS产生SO₄^∙−自由基，快速将Tl(I)吸附并氧化为Tl（III）、使其沉淀，将废水中的Tl(I)高效去除。本发明采用新的磁性吸附剂，其是以Fe₃O₄为核、表面包覆TiO₂纳米颗粒的核壳状固体颗粒，以设有介孔的rGO纳米片为载体，与纳米片相结合而形成的复合结构rGO‑Fe₃O₄@TiO₂。本发明提供的含铊废水处理方法采用的吸附剂种类及总量少、对铊吸附能力强、容量大、效率高，成本低，易于推广。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种高效快速的含铊废水的处理方法。

背景技术

铊污染的排放源主要有天然的和人为的排放源。通常认为，0 .2-2ppm浓度的铊就会造成污染了，而天然环境中铊的总含量是非常低的，浓度低至1bbp，某些局部地区高浓度的铊会带来危害；例如含铊矿物的闪锌矿矿场附近、含铊固体废物燃烧后的尾气当中。低含量铊对生态系统就可以造成严重的危害；铊对人体的生物毒性极大，铊会使细胞膜上的钾离子运输泵蛋白失活，扰乱人体新陈代谢功能，并且会随着食物链在人体骨头、肾脏和神经系统处富集，通常认为1 .5mg/L的铊就会使人致死。含铊浓度在5mg/L及5mg/L的高浓度工业含铊废水的危害就更为严重，必须要对其进行除铊净化处理。随着大量的铊从矿山开采、金属冶炼等途径进入环境，导致铊中毒及铊污染事件时有发生，给下游饮用水源造成严重的威胁，暴露出含铊废水的高效治理与防控技术的缺乏。

为了解决高浓度工业含铊废水的除铊问题，吸附被认为是从水中去除Tl（I）的最合适技术。从Tl（I）污染的应急处理的角度来看，追求具有高吸附容量、快速吸附速率和易于回收利用的吸附材料是最核心的技术问题。中国发明专利申请CN201811439153.0公开了一种使用铁酸锰去除高浓度工业含铊废水的方法，它包括以下步骤：1、向高浓度含铊废水投加氧化剂，并加以搅拌，将水中的一价铊部分氧化成三价铊；2、向步骤1所得废水中投加纳米级铁酸锰或腐殖酸包覆的纳米级铁酸锰吸附剂，吸附水中的三价铊和一价铊；3、在步骤2所得废水周围加磁场，上清液即为得到的处理水，对废水进行固液分离；4、在经步骤3固液分离后，去掉磁场，将纳米级铁酸锰吸附剂固体取出，通过解析脱附，得到富集回收铊溶液和再生的纳米级铁酸锰吸附剂。该发明的除铊原理是：利用氧化剂将高浓度含铊废水中的一价铊氧化成更容易去除的三价铊；同时利用纳米级铁酸锰或腐殖酸包覆的纳米级铁酸锰对正价重金属离子的高效吸附能力，对高浓度含铊废水去除。

但是，上述技术方案中采用的铁酸锰等多种金属氧化物颗粒作为吸附剂，可通过离子交换作用更为有效的吸附去除铊，但实际应用过程中因金属氧化物颗粒之间会产生团聚现象，比表面积小，活性位点得不到充分利用，因此存在着吸附容量受限、使用量较大，且在吸附饱和后存在着分离困难，以及再生效果不佳等问题，在较大程度上限制了其应用推广。

发明内容