[发明专利]重金属的复合过滤和固定

说明书

本发明涉及在液体、特别是在废水中危险的重金属的过滤及它们在过滤介质中的化学固定。

大量危险的金属污染的废水和其它液体不经处理就被排入环境中。现行的联邦和州的条例对废水中的危害金属浓度的规定是极为严格的，并且经常以分析检测的极限为基础。大多数金属在废水中的存在浓度范围可以是从百万分之10到4,000。在现行的一些条例下，要求在废水中的全部有害金属浓度低于十亿分之300，并且某些要求低于十亿分之20。有害的金属包括镉、铬、铜、铅、锰、硒，以及其它的金属。此外，希望除去且固定全部的金属，其中的一些通常被认为是无危险的，如锌。这些有害的金属、以及无危害的金属通常是溶化在废水中，并且为了除去它们，必须将它们变成首先沉淀，这是通过一些已知的技术来完成的，例如，氢氧化物沉淀、化学氧化作用、形成不溶盐和其它类似的。金属氢氧化物沉淀也许是当今最通用的。虽然金属氢氧化物沉淀法是人人皆知的并已广泛地用于从水中除去金属，但产生的金属氢氧化物稀浆难以被过滤，而且滤饼是危险的、通不过危险性能的规定试验。迫切希望提供能从废水中除去重金属的方法、将废水中溶解的金属生成沉淀，改善所产生的金属沉淀稀浆的可滤性，并将有害的金属用化学法固定在容易除去的滤饼里、因此该滤饼是安全的而且不需要在有害废物堆场内进行处理。

本发明瞄准这样一种用于在液体，如废水中的金属的过滤介质和将溶解的有害金属化学固定的过滤方法。溶解的金属是用许多已知的技术来进行沉淀，如氢氧化物沉淀、化学氧化作用、形成不溶性盐类和类似的方法。金属氢氧化物沉淀法是最通用的且较好。过滤介质包括硅质微粒和至少一种多价金属离子，存在的硅质微粒的数量是能有效地从液体中过滤溶解的金属沉淀物并且形成一种可溶性的硅酸盐，存在的多价金属离子的数量是足以与可溶性硅酸盐形成一种硅质胶泥、并将金属颗粒化学固定于在硅质胶泥里。

因此，本发明的目标在于提供一种过滤介质，在该介质中，将液体如废水中所溶解的金属以沉淀滤除、并化学固定过滤介质中、而且带有化学固结金属的过滤介质是无毒的和安全的。

本发明的又一个目标在于提供一种在液体如在废水中滤除并化学固结金属沉淀物，并令它们成为无毒的或安全的形式来分离的方法。

本发明的再一个目标在于提供利用作为过滤介质的硅质微粒和一种多价金属离子从液体中过滤带有溶解金属沉淀的液体，该过滤介质能有效地溶解至少部分硅质微粒以形成一种可溶性硅酸盐，并足以与多价金属离子形成一种硅质胶泥产物，从而能有效地固结并化学固定溶解的金属沉淀。

其它的和进一步的目标、特点和优点将通过说明书和权利要求书揭示。

如上所述，本发明旨在一种途径和方法，即：利用能过滤所有的金属颗粒的硅质微粒从液体如废水中过滤溶解金属的沉淀，硅质微粒从液体中形成一种可溶的硅酸盐，并且与存在多价金属离子形成化学固定金属颗粒沉淀的硅质胶泥。

用于过滤和化学固结在液体中如废水中溶解金属的沉淀的过滤介质，包括硅质微粒和至少一种多价金属离子，存在的硅质微粒数量足以过滤金属沉淀物以及在液体中形成足够数量的可溶的硅酸盐以用于胶结反应，并且存在的多价金属离子的数量足以与二氧化硅形成一种硅质胶泥而且将金属颗粒化学固结在硅质胶泥中。如果在废水中已含有这样多量的多价金属离子，则过滤介质可以不考虑多价金属离子。

过滤和化学固结液体中如废水中溶解金属沉淀的方法，包括使液体流经一个含有硅质微粒、存在一种多价金属离子和混和物的过滤器，硅质微粒能有效地过滤液体中的金属颗粒并且储留它们，液体具有一个足以能与硅质微粒形成一种可溶性硅酸盐、但不溶解金属沉淀物的pH范围，金属多价离子存在于过滤物质中、或废水中、或者两者中，其数量足以能与硅质颗粒形成一种硅质胶泥，进而化学固定和储留金属沉淀物。

过滤和化学固结在废水中金属的方法，包括如果需要，在调节废水的pH之后，将硅质微粒和多价金属离子加入废水，形成一种稀浆，然后过滤，得到一种带有金属化学固定和储留在滤饼中的胶结状滤饼，因此固体被收集在过滤器中而液体则流过。现在都变成无危害的了，液体中的金属已被除去，而固体也能通过有害废水性能的规定试验。