[发明专利]采用化学沉淀剂碳酸钠去除废水中重金属

说明书

技术领域：重金属废水处理

背景技术：

自二十世纪90年代以来，国内外从事废水处理的研究人员大多采用化学法、膜分离技术、生物吸附和纤维或纳米材料吸附法，或采用沸石等离子交换方法去除工业废水中的重金属。由于普遍存在去除效果和运营成本诸多原因，因此有关重金属水污染治理尚未完全解决。在我国，重金属水污染主要来自企业生产环节，例如电镀厂洗涤用水，有色金属企业深加工和钢铁厂。例如，Cu²⁺大多来自染料和颜料工业，还有电镀工业。如果人体误食大量Cu²⁺，会引起急性肾功能衰竭。我国含铜废水允许排放一级标准是0.5mg/L(总共三级)。过量Zn²⁺盐会使蛋白质发生沉淀，能够灼烧和腐蚀皮肤。我国含锌废水允许排放一级标准是2.0mg/L(总共三级)。它们是经常会对环境产生污染的元素。含Mn²⁺废水主要来自合成脂肪酸工业和化肥施用等。如果Mn²⁺超标将引起慢性锰中毒，会发生神经衰弱综合征和神经功能障碍。我国含锰废水允许排放一级标准是2.0mg/L(总共三级)。国外根据最新的水处理技术，制订了不同的排放标准，例如美国废水中Pb²⁺排放标准为100μg/L；Ag⁺排放标准为5μg/L；Cu²⁺排放标准为20μg/L；Zn²⁺排放标准为1mg/L；Mn²⁺排放标准为1mg/L等。英国废水中Cu²⁺排放标准为0.75mg/L，Zn²⁺为0.75mg/L。

经查国内外近10年以来文献，表明本发明采用饱和Na₂CO₃水溶液沉淀废水中的重金属，形成中水尚属首次。此方法具有经济上价格低廉、简便、快速、环保、对人体危害少的优点。

发明内容：

(1)试剂和装置：10％Na₂CO₃水溶液；漏斗；滤纸

(2)适用条件：pH＞4弱酸性和中性包括碱性重金属废水

(3)原理：根据重金属碳酸盐的溶度积常数值判断，它们在水溶液中的溶解度相当小，可以沉淀下来。反应原理是：碳酸根离子与水中绝大多数重金属离子生成难溶盐沉淀。举例如下：

Cu²⁺+CO₃^2-→CuCO₃↓

Zn²⁺+CO₃^2-→ZnCO₃↓

Mn²⁺+CO₃^2-→MnCO₃↓等等

文献中列出的CuCO₃溶度积常数Ksp为1.4×10^-10；ZnCO₃溶度积常数Ksp为1.46×10^-10；MnCO₃溶度积常数Ksp为9×10^-11；PbCO₃溶度积常数Ksp为3.3×10^-14；CdCO₃溶度积常数Ksp为1.0×10^-12；Hg₂CO₃溶度积常数Ksp为3.6×10^-17；NiCO₃溶度积常数Ksp为1.42×10^-7；Ag₂CO₃溶度积常数Ksp为8.46×10^-12。在碳酸根离子适度过量情况下，对人体有害的重金属离子沉淀反应能够向右进行完全。经过滤，重金属去除效果高于99.5％。具有很好的净化效果。实验结果能达到我国和基本达到美国重金属废水排放标准。

具体实施方式：

本方法仅适用于pH＞4重金属废水处理。在强酸性(pH＜4)废水中，会破坏Na₂CO₃试剂。如果废水呈强酸性，需加入碱(比如NaOH)，调节pH值至pH＞4。