本發明專利技術主要研制了一種新型沉淀方法去除工業廢水中重金屬，在無機化合物溶度積常數的理論基礎上，即充分考慮重金屬碳酸鹽沉淀化合物Ksp值較小(約為10-10)的特性，采用等當量加入10％Na2CO3溶液，使得廢水中重金屬，以Cu2+，Zn2+和Mn2+為例，經反應在短時間內沉淀完全，再采取4層普通定性濾紙過濾，去除效果達到99％以上。達到國家重金屬廢水一級排放標準。加入Na2CO3前，若廢水為酸性(pH＜4)，應調節廢水至中性。經查國內外近10年以來文獻，表明本發明專利技術采用Na2CO3水溶液沉淀廢水中的重金屬形成中水尚屬首次。此方法具有成本低、原理簡單、可操作性強、簡便、快速和對人體基本無害的特點。
【技術實現步驟摘要】
重金屬廢水處理
技術介紹
自二十世紀90年代以來，國內外從事廢水處理的研究人員大多采用化學法、膜分離技術、生物吸附和纖維或納米材料吸附法，或采用沸石等離子交換方法去除工業廢水中的重金屬。由于普遍存在去除效果和運營成本諸多原因，因此有關重金屬水污染治理尚未完全解決。在我國，重金屬水污染主要來自企業生產環節，例如電鍍廠洗滌用水，有色金屬企業深加工和鋼鐵廠。例如，Cu2+大多來自染料和顏料工業，還有電鍍工業。如果人體誤食大量Cu2+，會引起急性腎功能衰竭。我國含銅廢水允許排放一級標準是0. 5mg/L(總共三級)。過量Si2+鹽會使蛋白質發生沉淀，能夠灼燒和腐蝕皮膚。我國含鋅廢水允許排放一級標準是2. 0mg/L(總共三級)。它們是經常會對環境產生污染的元素。含Mn2+廢水主要來自合成脂肪酸工業和化肥施用等。如果Mn2+超標將引起慢性錳中毒，會發生神經衰弱綜合征和神經功能障礙。我國含錳廢水允許排放一級標準是2.0mg/L(總共三級)。國外根據最新的水處理技術，制訂了不同的排放標準，例如美國廢水中1 2+排放標準為100μ g/L ； Ag+排放標準為5 μ g/L ；Cu2+排放標準為20 μ g/L ；Zn2+排放標準為lmg/L ；Mn2+排放標準為 lmg/L等。英國廢水中Cu2+排放標準為0. 75mg/L, Zn2+為0. 75mg/L。經查國內外近10年以來文獻，表明本專利技術采用飽和Na2COjK溶液沉淀廢水中的重金屬，形成中水尚屬首次。此方法具有經濟上價格低廉、簡便、快速、環保、對人體危害少的優點。
技術實現思路
(1)試劑和裝置10% Na2CO3水溶液；漏斗；濾紙(2)適用條件pH > 4弱酸性和中性包括堿性重金屬廢水(3)原理根據重金屬碳酸鹽的溶度積常數值判斷，它們在水溶液中的溶解度相當小，可以沉淀下來。反應原理是碳酸根離子與水中絕大多數重金屬離子生成難溶鹽沉淀。舉例如下CU2++C032_—CuCO.Zn2++C032_—ZnCO.Mn2++C0,2_—MnCO. 文獻中列出的CuCO3溶度積常數Ksp為1. 4 X IO"10 ；ZnCO3溶度積常數Ksp為 1. 46X 10_10 ；MnCO3 溶度積常數 Ksp 為 9X 10—11 ；PbCO3 溶度積常數 Ksp 為 3. 3X 10_14 ；CdCO3 溶度積常數Ksp為1. OX 10_12 ；Hg2CO3溶度積常數Ksp為3. 6X 10_17 ；NiCO3溶度積常數Ksp 為1. 42 X ΙΟ"7 ；Ag2CO3溶度積常數Ksp為8. 46X 10_12。在碳酸根離子適度過量情況下，對人體有害的重金屬離子沉淀反應能夠向右進行完全。經過濾，重金屬去除效果高于99.5%。 具有很好的凈化效果。實驗結果能達到我國和基本達到美國重金屬廢水排放標準。具體實施例方式本方法僅適用于PH > 4重金屬廢水處理。在強酸性(pH<4)廢水中，會破壞 Na2CO3試劑。如果廢水呈強酸性，需加入堿(比如NaOH)，調節pH值至pH > 4。預先采用儀器法測出廢水中重金屬總濃度，然后一次性加入等當量適中體積的濃度為10%的Na2CO3溶液于廢水中，振搖混合溶液10秒，靜置lOmin，采用定性濾紙0層) 過濾后，在原子吸收分光光度計上用火焰法測定CU2+、ai2+、Mn2+、in32+等濃度。廢水在密閉容器中進行沉淀反應，IOmin后，通過4層定量濾紙，過濾沉淀物質。濾液為無色透明狀。舉例各為IOOppm的Cu2+、Si2+、Mn2+廢水，實驗結果證明，在加入適量10% Na2CO3 水溶液后IOmin時，模擬廢水中重金屬Cu2+濃度由初始IOOppm比較快速地下降至0. 44ppm， 去除效率為99. 56 % ；Zn2+濃度由初始IOOppm比較快速地下降至0. 35ppm,去除效率為 99. 65% ；Mn2+濃度由初始IOOppm比較快速地下降至0. 023ppm，去除效率為99. 98%。采用這種方法可達到國家允許重金屬廢水排放標準。權利要求1.本專利技術的技術特征根據重金屬碳酸鹽的溶度積常數值判斷，它們在水溶液中的溶解度相當小，可以沉淀下來。碳酸根離子與水中絕大多數重金屬離子生成難溶鹽沉淀。舉例如下Cu2++C0: — CuCO3 I Zn2++C0: — ZnCO3 I Mn2++C032_ — MnCO3 丨等等此外，CuCO3溶度積常數Ksp為1. 4xlO"10 ；ZnCO3溶度積常數Ksp為1. 46x10, ；MnCO3溶度積常數Ksp為2. 24x10^" ；PbCO3溶度積常數Ksp為3. 3xl0_14 ；CdCO3溶度積常數Ksp為 1. OxlO"12 ；Hg2CO3 溶度積常數 Ksp 為 3. 6χ10_17 ；NiCO3 溶度積常數 Ksp 為 1. 42χ1(Τ ；Ag2CO3 溶度積常數Ksp為8. 46χ10_12。在碳酸根離子適度過量情況下，這些對人體有害的重金屬離子沉淀反應能夠向右進行完全。請求保護范圍不得采取與本專利技術相關的技術條件及其特征，即采用碳酸鹽溶液作為沉淀劑，用于去除廢水中重金屬，以及用于廢水處理經營活動。全文摘要本專利技術主要研制了一種新型沉淀方法去除工業廢水中重金屬，在無機化合物溶度積常數的理論基礎上，即充分考慮重金屬碳酸鹽沉淀化合物Ksp值較小(約為10-10)的特性，采用等當量加入10％Na2CO3溶液，使得廢水中重金屬，以Cu2+，Zn2+和Mn2+為例，經反應在短時間內沉淀完全，再采取4層普通定性濾紙過濾，去除效果達到99％以上。達到國家重金屬廢水一級排放標準。加入Na2CO3前，若廢水為酸性(pH＜4)，應調節廢水至中性。經查國內外近10年以來文獻，表明本專利技術采用Na2CO3水溶液沉淀廢水中的重金屬形成中水尚屬首次。此方法具有成本低、原理簡單、可操作性強、簡便、快速和對人體基本無害的特點。文檔編號C02F1/62GK102234152SQ20101015910公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月29日 優先權日2010年4月29日專利技術者劉艷菊, 王欣欣, 邢波 申請人:北京市理化分析測試中心本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．本專利技術的技術特征：根據重金屬碳酸鹽的溶度積常數值判斷，它們在水溶液中的溶解度相當小，可以沉淀下來。碳酸根離子與水中絕大多數重金屬離子生成難溶鹽沉淀。舉例如下：Ｃｕ２＋＋ＣＯ３２－→ＣｕＣＯ３↓Ｚｎ２＋＋ＣＯ３２－→ＺｎＣＯ３↓Ｍｎ２＋＋ＣＯ３２－→ＭｎＣＯ３↓等等此外，ＣｕＣＯ３溶度積常數Ｋｓｐ為１．４ｘ１０－１０；ＺｎＣＯ３溶度積常數Ｋｓｐ為１．４６ｘ１０－１０；ＭｎＣＯ３溶度積常數Ｋｓｐ為２．２４ｘ１０－１１；ＰｂＣＯ３溶度積常數Ｋｓｐ為３．３ｘ１０－１４；ＣｄＣＯ３溶度積常數Ｋｓｐ為１．０ｘ１０－１２；Ｈｇ２ＣＯ３溶度積常數Ｋｓｐ為３．６ｘ１０－１７；ＮｉＣＯ３溶度積常數Ｋｓｐ為１．４２ｘ１０－７；Ａｇ２ＣＯ３溶度積常數Ｋｓｐ為８．４６ｘ１０－１２。在碳酸根離子適度過量情況下，這些對人體有害的重金屬離子沉淀反應能夠向右進行完全。請求保護范圍：不得采取與本專利技術相關的技術條件及其特征，即采用碳酸鹽溶液作為沉淀劑，用于去除廢水中重金屬，以及用于廢水處理經營活動。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：邢波，劉艷菊，王欣欣，
申請(專利權)人：北京市理化分析測試中心，
類型：發明
國別省市：11
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