废水中重金属污染处理方法

 含重金属离子废水对环境的污染有以下几个方面的特点 ： ① 重金属污染物在自然环境中不能自行分解为无害物质，而只能发生形态的改变或在不同相之间进行转移，在这些过程中其毒性并未得到根本性的消除，若处置稍有不当，重金属离子会返溶于水中，重新产生危害，形成“二次污染”； ② 生物体从环境中摄取重金属，经过食物链的生物放大作用，逐渐地在较高级的生物体内富集起来； ③ 重金属进入人体后能够和生理高分子物质发生强烈的相互作用而使之失去活性，也可能积累在人体中造成慢性中毒，而这种积累性危害有时需要十多年才显现出来。

含重金属污染废水的处理方法，包括以下步骤：将污染废水注入重金属吸附沉淀池中，并采用氢氧化铁/协同改性纳米纤维素吸附剂作为滤料，对污染废水进行吸附处理;将吸附处理后的污染废水注入到混凝沉淀池中，并在废水中加入絮凝剂，将废水的pH调节至7‑10，搅拌处理15‑20min，静置沉淀1‑4h，然后进行固液分离，得到含有重金属离子的污泥和净化后的废水;将吸附有重金属的氢氧化铁/协同改性纳米纤维素吸附剂进行脱吸附处理，回收重金属，并将步骤(2)得到的含有重金属离子的污泥通过湿法或干法冶炼回收重金属。该方法可以有效除去污染废水中的重金属离子，效率高，对水体无二次污染。1.含重金属污染废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)调节含重金属污染废水的pH为2-6，然后将其注入重金属吸附沉淀池中，该重金属吸附沉淀池和滤池构造相同，并采用氢氧化铁/协同改性纳米纤维素吸附剂作为滤料，对污染废水进行吸附处理;其中，所述氢氧化铁/协同改性纳米纤维素吸附剂的制备方法为：将氯化铁、氯化铝加入到纳米纤维素的悬浮液中，常温下逐滴加入氢氧化钠溶液混合搅拌进行反应50-100min，然后用冷冻干燥仪进行冷冻干燥处理48h后制得;

(2)将吸附处理后的污染废水注入到混凝沉淀池中，并在废水中加入絮凝剂，将废水的pH调节至7-10，搅拌处理15-20min，静置沉淀1-4h，然后采用卧式转筒离心机进行固液分离，得到含有重金属离子的污泥和净化后的废水;

(3)将吸附有重金属的氢氧化铁/协同改性纳米纤维素吸附剂进行脱吸附处理，回收重金属，并将步骤(2)得到的含有重金属离子的污泥通过湿法或干法冶炼回收重金属。

2.含重金属污染废水的处理方法，其特征在于：步骤(1)中，吸附处理时，吸附层的高度为0.5-1m，吸附池中水力负荷为8-12m/h，空床接触时间为30-60min。3.如权利要求1所述的一种含重金属污染废水的处理方法，其特征在于：所述氯化铁、氯化铝、氢氧化钠的摩尔比为1:1:(2-8)。

4.含重金属污染废水的处理方法，其特征在于：所述纳米纤维素的用量为氯化铁、氯化铝总重量的30-50%。

5.含重金属污染废水的处理方法，其特征在于，所述纳米纤维素的制备方法包括以下步骤：

(a)将干燥的竹浆纸粉碎后分散于去离子水中，添加TEMPO试剂和，搅拌混合20-50min，然后加入次氯酸钠进行氧化，调节悬浮液的pH至9-11，然后去除多余的TEMPO试剂;

(b)在800-1000W功率下对步骤(a)制得的悬浮液进行超声处理1-2h，然后用蒸馏水稀释悬浮液至浓度为0.5wt%，后在20000rpm下均质处理1-3h，得到纳米纤维素。

6.含重金属污染废水的处理方法，其特征在于：步骤(a)中，所述悬浮液的固液比为1：(70-90)。

7.含重金属污染废水的处理方法，其特征在于：步骤(2)中，所述絮凝剂为聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺的混合物，三者质量比为1:1：(0.45-0.8)。

8.一种含重金属污染废水的处理方法，其特征在于：步骤(2)中，所述凝剂的添加量为1-2mg/L。

含重金属污染废水的处理方法

技术领域：

本发明涉及环境污染治理领域，具体的涉及一种含重金属污染废水的处理方法。

背景技术：

随着现代工业的迅速发展，环境污染越来越严重，城市污水的大量被排放至环境中，若不经处理就直接排入地面水体，会使河流、湖泊、土壤受到污染。大量含有重金属的废水是水环境中的主要污染物之一，更是对环境污染、对人类危害严重的工业废水之一，其主要来源于电镀、冶金、化工、漂洗等工业废水。重金属(如含镉、萊、铅、铜等)废水污染具有持久性、生物富集性、放大性等作用，而且有着显著的生物毒性，微量的浓度便可产生毒性，因此，如何治理重金属废水已经受到各界的普遍重视。

目前，用于去除污水中重金属离子的有效分离工艺有：沉淀、离子交换、电化学处理、膜技术、蒸发凝固、反渗透和电渗析等，但这些技术的应用有时受工艺和经济的限制，所以，寻找一种较为廉价的污水净化材料，降低污水处理的成本，提高净化效率已成为环境保护中亟待解决的问题。

发明内容：

提供了一种含重金属污染废水的处理方法，该方法可以有效除去污染废水中的重金属，采用吸附处理和混凝沉淀相结合的方式来处理，使用的吸附剂吸附量大，效率高，操作简单，且吸附剂可以再生回收利用，节约了成本。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种含重金属污染废水的处理方法，包括以下步骤：

(1)调节含重金属污染废水的pH为2-6，然后将其注入重金属吸附沉淀池中，该重金属吸附沉淀池和滤池构造相同，并采用氢氧化铁/协同改性纳米纤维素吸附剂作为滤料，对污染废水进行吸附处理;

其中，所述氢氧化铁/协同改性纳米纤维素吸附剂的制备方法为：将氯化铁、氯化铝加入到纳米纤维素的悬浮液中，常温下逐滴加入氢氧化钠溶液混合搅拌进行反应50-100min，然后用冷冻干燥仪进行冷冻干燥处理48h后制得;

(2)将吸附处理后的污染废水注入到混凝沉淀池中，并在废水中加入絮凝剂，将废水的pH调节至7-10，搅拌处理15-20min，静置沉淀1-4h，然后采用卧式转筒离心机进行固液分离，得到含有重金属离子的污泥和净化后的废水;

(3)将吸附有重金属的氢氧化铁/协同改性纳米纤维素吸附剂进行脱吸附处理，回收重金属，并将步骤(2)得到的含有重金属离子的污泥通过湿法或干法冶炼回收重金属。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，吸附处理时，吸附层的高度为0.5-1m，吸附池中水力负荷为8-12m/h，空床接触时间为30-60min。

作为上述技术方案的优选，所述氯化铁、氯化铝、氢氧化钠的摩尔比为1:1:(2-8)。

作为上述技术方案的优选，所述纳米纤维素的用量为氯化铁、氯化铝总重量的30-50%。

作为上述技术方案的优选，所述纳米纤维素的制备方法包括以下步骤：

(a)将干燥的竹浆纸粉碎后分散于去离子水中，添加TEMPO试剂和，搅拌混合20-50min，然后加入次氯酸钠进行氧化，调节悬浮液的pH至9-11，然后去除多余的TEMPO试剂;

(b)在800-1000W功率下对步骤(a)制得的悬浮液进行超声处理1-2h，然后用蒸馏水稀释悬浮液至浓度为0.5wt%，后在20000rpm下均质处理1-3h，得到纳米纤维素。

作为上述技术方案的优选，步骤(a)中，所述悬浮液的固液比为1：(70-90)。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述絮凝剂为聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺的混合物，三者质量比为1:1：(0.45-0.8)。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述絮凝剂的添加量为1-2mg/L。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明采用和氢氧化铁对纳米纤维素进行改性，制得的吸附剂对重金属离子具有很强的吸附，吸附容量达到32.02mg/g，切可实现解吸附，重新利用;

本发明在混凝沉淀处理过程中采用聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺的混合物，并控制三者质量比为1:1：(0.45-0.8);其除去重金属离子效果好，添加量少，节约了成本;

本发明可有效除去废水中的重金属离子，且对水体无二次污染，操作简单，成本低。

具体实施方式：

为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。

实施例1

一种含重金属污染废水的处理方法，包括以下步骤：

(1)调节含重金属污染废水的pH为2-6，然后将其注入重金属吸附沉淀池中，该重金属吸附沉淀池和滤池构造相同，并采用氢氧化铁/协同改性纳米纤维素吸附剂作为滤料，对污染废水进行吸附处理;

其中，吸附处理时，吸附层的高度为0.5m，吸附池中水力负荷为8m/h，空床接触时间为30mn;

所述氢氧化铁/协同改性纳米纤维素吸附剂的制备方法为：

(a)将干燥的竹浆纸粉碎后分散于去离子水中，添加TEMPO试剂和，搅拌混合20min，然后加入次氯酸钠进行氧化，调节悬浮液的pH至9-11，然后去除多余的TEMPO试剂;所述悬浮液的固液比为1：70;

(b)在800W功率下对步骤(a)制得的悬浮液进行超声处理2h，然后用蒸馏水稀释悬浮液至浓度为0.5wt%，后在20000rpm下均质处理1h，得到纳米纤维素;

(c)将氯化铁、氯化铝加入到纳米纤维素的悬浮液中，常温下逐滴加入氢氧化钠溶液混合搅拌进行反应50min，然后用冷冻干燥仪进行冷冻干燥处理48h后制得;所述氯化铁、氯化铝、氢氧化钠的摩尔比为1:1:2;所述纳米纤维素的用量为氯化铁、氯化铝总重量的30%;

(2)将吸附处理后的污染废水注入到混凝沉淀池中，并在废水中加入1mg/L的絮凝剂，将废水的pH调节至7-10，搅拌处理15min，静置沉淀1h，然后采用卧式转筒离心机进行固液分离，得到含有重金属离子的污泥和净化后的废水;所述絮凝剂为聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺的混合物，三者质量比为1:1：0.45;

(3)将吸附有重金属的氢氧化铁/协同改性纳米纤维素吸附剂进行脱吸附处理，回收重金属，并将步骤(2)得到的含有重金属离子的污泥通过湿法或干法冶炼回收重金属。

实施例2

一种含重金属污染废水的处理方法，包括以下步骤：

(1)调节含重金属污染废水的pH为2-6，然后将其注入重金属吸附沉淀池中，该重金属吸附沉淀池和滤池构造相同，并采用氢氧化铁/协同改性纳米纤维素吸附剂作为滤料，对污染废水进行吸附处理;

其中，吸附处理时，吸附层的高度为1m，吸附池中水力负荷为12m/h，空床接触时间为60min;

所述氢氧化铁/协同改性纳米纤维素吸附剂的制备方法为：

(a)将干燥的竹浆纸粉碎后分散于去离子水中，添加TEMPO试剂和，搅拌混合50min，然后加入次氯酸钠进行氧化，调节悬浮液的pH至9-11，然后去除多余的TEMPO试剂;所述悬浮液的固液比为1：90;

(b)在1000W功率下对步骤(a)制得的悬浮液进行超声处理2h，然后用蒸馏水稀释悬浮液至浓度为0.5wt%，后在20000rpm下均质处理3h，得到纳米纤维素;

(c)将氯化铁、氯化铝加入到纳米纤维素的悬浮液中，常温下逐滴加入氢氧化钠溶液混合搅拌进行反应100min，然后用冷冻干燥仪进行冷冻干燥处理48h后制得;所述氯化铁、氯化铝、氢氧化钠的摩尔比为1:1:8;所述纳米纤维素的用量为氯化铁、氯化铝总重量的50%;

(2)将吸附处理后的污染废水注入到混凝沉淀池中，并在废水中加入2mg/L的絮凝剂，将废水的pH调节至7-10，搅拌处理20min，静置沉淀4h，然后采用卧式转筒离心机进行固液分离，得到含有重金属离子的污泥和净化后的废水;所述絮凝剂为聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺的混合物，三者质量比为1:1：0.8;

(3)将吸附有重金属的氢氧化铁/协同改性纳米纤维素吸附剂进行脱吸附处理，回收重金属，并将步骤(2)得到的含有重金属离子的污泥通过湿法或干法冶炼回收重金属。

实施例3

一种含重金属污染废水的处理方法，包括以下步骤：

(1)调节含重金属污染废水的pH为2-6，然后将其注入重金属吸附沉淀池中，该重金属吸附沉淀池和滤池构造相同，并采用氢氧化铁/协同改性纳米纤维素吸附剂作为滤料，对污染废水进行吸附处理;

其中，吸附处理时，吸附层的高度为0.6m，吸附池中水力负荷为9m/h，空床接触时间为40min;

所述氢氧化铁/协同改性纳米纤维素吸附剂的制备方法为：

(a)将干燥的竹浆纸粉碎后分散于去离子水中，添加TEMPO试剂和，搅拌混合30min，然后加入次氯酸钠进行氧化，调节悬浮液的pH至9-11，然后去除多余的TEMPO试剂;所述悬浮液的固液比为1：75;

(b)在850W功率下对步骤(a)制得的悬浮液进行超声处理1.3h，然后用蒸馏水稀释悬浮液至浓度为0.5wt%，后在20000rpm下均质处理1.5h，得到纳米纤维素;

(c)将氯化铁、氯化铝加入到纳米纤维素的悬浮液中，常温下逐滴加入氢氧化钠溶液混合搅拌进行反应60min，然后用冷冻干燥仪进行冷冻干燥处理48h后制得;所述氯化铁、氯化铝、氢氧化钠的摩尔比为1:1:4;所述纳米纤维素的用量为氯化铁、氯化铝总重量的35%;

(2)将吸附处理后的污染废水注入到混凝沉淀池中，并在废水中加入1.2mg/L的絮凝剂，将废水的pH调节至7-10，搅拌处理15min，静置沉淀2h，然后采用卧式转筒离心机进行固液分离，得到含有重金属离子的污泥和净化后的废水;所述絮凝剂为聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺的混合物，三者质量比为1:1：0.56;

(3)将吸附有重金属的氢氧化铁/协同改性纳米纤维素吸附剂进行脱吸附处理，回收重金属，并将步骤(2)得到的含有重金属离子的污泥通过湿法或干法冶炼回收重金属。

实施例4

一种含重金属污染废水的处理方法，包括以下步骤：

(1)调节含重金属污染废水的pH为2-6，然后将其注入重金属吸附沉淀池中，该重金属吸附沉淀池和滤池构造相同，并采用氢氧化铁/协同改性纳米纤维素吸附剂作为滤料，对污染废水进行吸附处理;

其中，吸附处理时，吸附层的高度为0.7m，吸附池中水力负荷为10m/h，空床接触时间为45min;

所述氢氧化铁/协同改性纳米纤维素吸附剂的制备方法为：

(a)将干燥的竹浆纸粉碎后分散于去离子水中，添加TEMPO试剂和，搅拌混合40min，然后加入次氯酸钠进行氧化，调节悬浮液的pH至9-11，然后去除多余的TEMPO试剂;所述悬浮液的固液比为1：80;

(b)在900W功率下对步骤(a)制得的悬浮液进行超声处理1.6h，然后用蒸馏水稀释悬浮液至浓度为0.5wt%，后在20000rpm下均质处理2h，得到纳米纤维素;

(c)将氯化铁、氯化铝加入到纳米纤维素的悬浮液中，常温下逐滴加入氢氧化钠溶液混合搅拌进行反应70min，然后用冷冻干燥仪进行冷冻干燥处理48h后制得;所述氯化铁、氯化铝、氢氧化钠的摩尔比为1:1:6;所述纳米纤维素的用量为氯化铁、氯化铝总重量的40%;

(2)将吸附处理后的污染废水注入到混凝沉淀池中，并在废水中加入1.6mg/L的絮凝剂，将废水的pH调节至7-10，搅拌处理20min，静置沉淀3h，然后采用卧式转筒离心机进行固液分离，得到含有重金属离子的污泥和净化后的废水;所述絮凝剂为聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺的混合物，三者质量比为1:1：0.65;

(3)将吸附有重金属的氢氧化铁/协同改性纳米纤维素吸附剂进行脱吸附处理，回收重金属，并将步骤(2)得到的含有重金属离子的污泥通过湿法或干法冶炼回收重金属。

实施例5

一种含重金属污染废水的处理方法，包括以下步骤：

(1)调节含重金属污染废水的pH为2-6，然后将其注入重金属吸附沉淀池中，该重金属吸附沉淀池和滤池构造相同，并采用氢氧化铁/协同改性纳米纤维素吸附剂作为滤料，对污染废水进行吸附处理;

其中，吸附处理时，吸附层的高度为0.8m，吸附池中水力负荷为11m/h，空床接触时间为50min;

所述氢氧化铁/协同改性纳米纤维素吸附剂的制备方法为：

(a)将干燥的竹浆纸粉碎后分散于去离子水中，添加TEMPO试剂和，搅拌混合40min，然后加入次氯酸钠进行氧化，调节悬浮液的pH至9-11，然后去除多余的TEMPO试剂;所述悬浮液的固液比为1：85;

(b)在950W功率下对步骤(a)制得的悬浮液进行超声处理1.6h，然后用蒸馏水稀释悬浮液至浓度为0.5wt%，后在20000rpm下均质处理2.5h，得到纳米纤维素;

(c)将氯化铁、氯化铝加入到纳米纤维素的悬浮液中，常温下逐滴加入氢氧化钠溶液混合搅拌进行反应80min，然后用冷冻干燥仪进行冷冻干燥处理48h后制得;所述氯化铁、氯化铝、氢氧化钠的摩尔比为1:1:7;所述纳米纤维素的用量为氯化铁、氯化铝总重量的45%;

(2)将吸附处理后的污染废水注入到混凝沉淀池中，并在废水中加入1.6mg/L的絮凝剂，将废水的pH调节至7-10，搅拌处理20min，静置沉淀3.5h，然后采用卧式转筒离心机进行固液分离，得到含有重金属离子的污泥和净化后的废水;所述絮凝剂为聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺的混合物，三者质量比为1:1：0.7;

(3)将吸附有重金属的氢氧化铁/协同改性纳米纤维素吸附剂进行脱吸附处理，回收重金属，并将步骤(2)得到的含有重金属离子的污泥通过湿法或干法冶炼回收重金属。