[发明专利]一种利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中铊的方法

说明书

一种利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中铊的方法，涉及除铊方法，解决了现有除铊技术药剂耗量大，处理成本高，氧化剂易泄漏，使用操作不方便的问题。本发明的除铊方法：向含铊水中加入亚硫酸盐，将水引入装有锰砂的过滤床，亚硫酸盐在锰砂的催化作用下，被氧气迅速氧化为硫酸根自由基，然后，硫酸根自由基将吸附在锰砂表面的一价铊氧化为三价铊，强化了锰砂对铊的去除。本发明的优点：亚硫酸盐化学性质稳定，运输、储存方便，价格便宜，且已被国家正式列入饮用水还原剂产品目录，操作简单，不需要额外增加设备，可以在水厂中进行大规模应用，锰砂催化氧气氧化亚硫酸盐产生硫酸根自由基速度快，硫酸根自由基能够迅速将一价铊氧化为三价铊，除铊效率高。

技术领域

本发明涉及饮用水处理领域，尤其涉及一种去除饮用水中铊的方法。

背景技术

铊是一种高度分散的稀有金属元素，广泛应用于化工、电子、医药、航天、高能物理和超导材料等行业，同时铊又是一种生理毒性很强的元素。由于含铊资源的不断开发利用，铊进入水环境的途径日益扩大。因此，铊成为水处理研究领域比较受关注的剧毒重金属元素之一。铊在自然界中主要以正一价形式存在，其毒性大于砷，可通过消化道、皮肤接触、漂尘烟雾的吸入进入人体，导致人体铊中毒。铊中毒会导致下肢麻木或疼痛、腰痛、脱发、失明、头痛、精神不振、肌肉痛、手足颤动、走路不稳等，甚至导致染色体畸变、干扰DNA的合成，严重的铊中毒可导致成为植物人。基于上述原因，我国对生活饮用水中铊的浓度做了一定的限制，《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中规定铊浓度的限值为0.1μg/L。

近年来，我国水环境中铊污染日益严重，如广东省北江流域铊(Tl⁺)污染，直接导致人的身体健康受到危害，严重威胁到公共卫生安全，产生较大的社会影响。因此，对于受重金属铊污染的水源水进行处理显得尤为重要，开发经济、高效、便捷的水处理技术已经迫在眉睫。

专利CN102320700B公开了一种去除饮用水源水中铊污染的方法，调pH值，采用高锰酸钾为预氧化剂，使Tl⁺转化为Tl³⁺，再加聚合氯化铝，使Tl³⁺形成Tl(OH)₃沉淀，过滤即可去除。专利CN103693774B公开了一种同时去除原水中镉和铊的方法，在原水中加入氢氧化钠，调节pH值至弱碱性，然后加入高锰酸钾，再加入次氯酸钠或液氯，在氧化反应充分后的原水中加入石灰水，调节pH值，最后加入絮凝剂，进行絮凝沉淀，使原水中的镉、铊与氢氧化锰及氢氧化铁胶体共沉淀去除。专利CN102303932A公开了一种二级氧化去除饮用水中微量铊的方法，将待处理水pH值调节至碱性，加入高锰酸钾，再加入氯气、次氯酸或次氯酸盐，同时加聚合氯化铝混凝形成絮体颗粒，经沉淀、石英砂过滤去除铊。专利CN102311190A公开了一种强化常规水处理工艺去除饮用水中铊的方法，将待处理水pH值调节至碱性，加入高锰酸钾使正一价铊离子氧化为正三价铊离子，生成氢氧化铊沉淀，再加入可产生氯离子的化合物，使剩余游离的三价铊离子形成氯化铊配位络合物，同时加入聚合氯化铝混凝形成絮体颗粒，氢氧化铊和氯化铊配位络合物转移到絮体颗粒中，通过沉淀、砂滤去除铊。专利CN104528985A公开了一种去除废水中金属铊的方法，向含铊废水中添加强氧化剂KMnO₄和H₂O₂，将废水中的一价铊离子氧化为三价铊离子，添加碱液，进行混凝、吸附、沉淀、过滤后除铊。专利CN104773878A公开了一种去除污水中微量铊的方法，通过加入硫酸亚铁和双氧水将废水中的一价铊(Tl⁺)氧化成三价铊(Tl³⁺)，然后加入石灰，使得水中的三价铁(Fe³⁺)水解成絮状氢氧化铁，再加入电厂炉灰和聚合硫酸铝溶液，使氢氧化铁、氢氧化铊吸附在炉灰去除。专利CN103058417A公开了一种水源地饮用水突发性铊污染的应急处理方法，向污染原水中投加氧化钙，调节pH至碱性，然后加入次氯酸钠，再加入混凝剂三氯化铁，过滤后得到饮用水。专利CN103922514A公开了一种水中微量铊的去除方法，向含微量铊的水中投加高铁酸盐，将水中的一价铊氧化成三价铊，然后投加混凝剂，经过混凝、沉淀、过滤，即可去除铊。专利CN102145948B公开了一种原位产生纳米二氧化锰吸附除Tl⁺和/或Cd²⁺的水处理方法，向含Tl⁺和/或Cd²⁺的水中投加高锰酸盐和硫代硫酸钠，原位产生纳米二氧化锰吸附剂，吸附水中Tl⁺和Cd²⁺，然后加入混凝剂，进行混凝、沉淀、过滤即可去除水中的Tl⁺和Cd²⁺。专利CN102145947B公开了一种原位产生纳米铁锰氧化物除Tl⁺和/或Cd²⁺的水处理方法，向含Tl⁺和/或Cd²⁺的水中投加高锰酸盐和亚铁盐，反应原位产生纳米氢氧化铁和二氧化锰复合吸附剂，吸附水中Tl⁺和Cd²⁺，然后加入混凝剂，进行混凝、沉淀、过滤即可去除水中的Tl⁺和Cd²⁺。