[发明专利]含铊废水强氧化混凝与吸附回收工艺

说明书

技术领域

本发明属于重金属离子废水处理领域，涉及含铊废水深度净化处理技术，包括多种重金属离子的复杂含铊废水和微量含铊废水的处理，更加具体的涉及含铊废水强氧化混凝与吸附回收工艺。

背景技术

铊，符号Tl，为略带淡蓝色的银白色柔软金属，不溶于水和碱，易溶于酸；是自然界中存在的稀有元素，地壳中平均含量为1mg/kg。铊是一种伴生元素，几乎不单独成矿，大多以分散状态同晶形杂质存在于铅、锌、铁、锡铜等金属的硫矿中，常作为金属冶炼的副产物回收和提取。

铊是一种强烈的神经毒物，对肝、肾有损害作用，吸入和口服可引起急性中毒并且可经皮肤吸收。典型的急性铊中毒有三联征胃肠炎、多发性神经病和脱发等；慢性铊中毒临床表现主要特点是周围神经病、视神经病、视网膜病及脱发，少数可出现中毒性脑病或中毒性精神病。

铊是毒性极强的重金属，其危害远大于Hg、Cr和Cd，与As相当。含铊污水主要来源于铅锌矿的采选冶过程，存于铅锌原矿中微量铊元素的富集。《地表水环境质量标准》(G B3838—2002)中的Ⅱ和Ⅲ类水体和《生活饮用水卫生标准》(G B 5749—2006)中对铊的浓度限值均为0.1I Xg/L。铊在自然界水体中一般以Tl+及其化合物的形式稳定存在，很难自然沉降，且由于土壤、水体及人畜慢性中毒等对铊造成污染的安全阀值非常低，都给含铊污水的达标治理带来非常大的难度。

目前，国内外开展了大量含铊废水处理研究，常见的处理手段有包括：

交换吸附分离：美国环保署推荐采用活性氧化铝和离子交换法吸附分离处理含铊废水，但处理成本高；

盐沉淀法：饱和NaCl溶液可促使废水中的Tl(I)以T1C1形式有效沉淀，但该方法会增加废水的盐度，不便废水循环利用，同时NaCl消耗惊人；

吸附分离法对废水中铊离子的去除效果明显，如利用各种环保型吸附材料、环境矿物材料或生物吸附剂进行废水中Tl的吸附分离，但该方法由于操作过程复杂等原因，难以在实际工业生产过程中推广；

氧化混凝沉淀法：该方法基于一价铊稳定存在，很难自然沉降，三价铊易于形成Tl2O3或Tl(OH)3(logKsp＝-45.2)，且三价铊易于与诸多氢氧化物沉淀物形成共沉淀。该方法最大优点在于与去除Pb、Cd、Zn等重金属的工艺相结合，便于在现有工艺基础上进行改造。利用强化氧化混凝法处理含铊酸性废水有文献如《含铊酸性废水强化氧化混凝处理研究》(安徽科技大学，2013年，41卷13期，P5916-5918)。该技术在实践中也得到应用，广东一硫酸技术改造项目企业生产废水经pH调节，加氧化剂、中和沉淀法去除重金属铊，根据检测结果，去除率达99.93％，铊排放浓度在0.0824-0.091μg/L，排放浓度低于我国地表水中铊的标准(0.1μg/L)，远低于湖南省暂行排放(0.005mg/L,5μg/L)，但是该方法药剂消耗量大，稳定性差，既进水的水质发生变化时，处理后难以稳定达标排放，不太适用于低浓度重金属离子污染废水的深度处理，并且采用沉淀方式形成的含铊淤泥属于危险废弃物，容易造成了二次污染。

总的来说，含铊污水处理方法主要有化学法、物理化学法及生物化学法。其中，化学法需加入大量化学药剂，污水处理费用高，且含铊污水很难达标治理；物理化学法(主要有离子交换法、吸附法和膜分离技术法)适用于低浓度重金属离子污水处理，但工业化较困难、且处理效率低；生物化学法对环境适应要求高(只能连续，不能间歇)，金属离子去除率低，达标困难。传统的化学药剂法只适合于高浓度离子污水的处理，并且重金属离子处理不彻底(即当溶液中重金属离低到一定程度时，达到药剂作用平衡点时就无法再对重金属离子进行去除)，运营费较高。

重金属废水无论采取何种处理方法都不能使重金属分解，只能转移其存在位置和转移其物理化学形态。由此可知，重金属废水经处理后常一分为二形成二种产物：一种是基本脱除重金属的处理水，一种是含有从废水中转移出来的大部分或全部的重金属浓缩产物。因此，无论从杜绝对环境的污染，还是从资源合理利用来考虑，重金属废水最理想的处理原则应是水与重金属两者都回收利用。所以，重金属废水的处理单靠废水处理时不行的，必须采用多方面综合措施。另外，未来的药剂水处理成本会越来越高，主要是采用沉淀方式形成的淤泥造成了地下水污染，即二次污染源，会造成水源的永久性污染，更难治理。下一步的方向一定向吸附材料时代革命转变，减少淤泥沉淀量，有效成份的回收再利用。

发明内容