[发明专利]一种脱除废、污水中汞的复合陶瓷材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种脱除废、污水中汞的复合陶瓷材料的制备方法，用网孔或蜂窝结构的聚氨酯浸渍氧化镁料浆和包括氧化锰（含量为5~8wt%）、氧化镁（含量为5~10wt%），铜粉（含量为0.5~1wt%）、氧化铈（含量为3~5wt%）的混合料浆，然后高温焙烧，最后浸濡到高锰酸钾水溶液中，制成多孔氧化镁基复合材料。本发明提出的复合陶瓷不仅具有表面积大、渗透性强、杀菌能力高、耐冲刷、对环境友好等性能，而且可以再生，汞回收简单易行，不会造成二次污染，此外，制备过程简单，成本低廉，具有很好的应用潜力和良好的社会经济效益。

技术领域

本发明涉及废水、污水治理及生态环境保护领域，具体涉及民用废水排放、工业废水排放、化工厂污水排放过程中含汞废污水治理应用的一种脱除废、污水中汞的复合陶瓷材料的制备方法。

背景技术

汞是环境中毒性最强的重金属元素之一，对人体和动物体的危害极大。汞易挥发，易流动，可以通过大气流动和江河海洋进行全球性传输，危害区域极广，治理成为全世界关注的除了温室效应以外的第二大环境污染问题。汞在天然水生态系统中以多种形态存在，其中，Hg²⁺最多，其次是甲基汞，还有单质汞。湖泊、水库等水体中的汞主要来源于大气汞的沉降和河流的输入，其它水体中的汞源还可能包括沉积物的汞释放和地下水的输入等。水体中各种形态汞会通过各种途径进行输出和转化。水体汞在微生物条件和氧化还原条件下发生甲基化，控制汞甲基化的有效途径是加强各种废污水的汞治理。

国内外学者对废、污水体系中汞控制技术展开了研究。目前常用的水体净化技术是活性炭吸附过滤，活性炭能有效地吸附废、污水中的汞，该方法只适用于处理低浓度的含汞废水，含汞浓度高时可先进行一级处理，降低废水中汞浓度后再用活性炭吸附，虽然活性炭吸附效果好，但价格昂贵，会浪费巨大的经济成本；离子交换法是一种无机汞的离子交换处理技术，当废水中氯化物浓度不高时，采用阳离子交换树脂脱除汞，含巯基(R-SH)的树脂如聚硫苯乙烯对汞离子的吸附有很高的选择性，其他高亲和力的阳离子树脂还有异硫脲鎓树脂和甲胺酸酯型树脂，离子交换法吸收汞的速度快、脱汞率高，可以用酸液再生，但受废水中杂质的影响以及交换剂品种、产量和成本的限制，而没有被广泛地推广使用；过滤法是采用镁的有机物、玻璃柱、铁屑等作滤料，通过过滤去除废水中的汞，含汞废水通过铁屑填充层的表面，离解出的铁离子使汞析出沉淀，但必须维持铁屑填充层的表面始终不能变为氧化铁，所以该法的缺点是需要时常酸洗表面层；化学沉淀法能处理不同浓度、不同种类的汞盐，尤其当汞离子在水溶液中浓度较高时，应首先考虑化学沉淀法，常用的方法有混凝沉淀法和硫化物沉淀法两种，缺点是易引起水质硬化，对含低浓度汞的废水处理不彻底，易导致二次污染，难以处理流动水体等；用混凝法对多种废水进行脱汞处理，所用的混凝剂包括硫酸铝(明矾)、铁盐及石灰，与硫化物沉淀法对比，用明矾处理含汞废水的优点是节省费用，相当于硫化钠法的1/3，操作简单，沉降速度快，但此法对浓度较高、水质较清的含汞废水，其效果不如硫化钠法；用化学沉淀法易于快速去除大量的金属离子，但由于受沉淀剂和环境条件的影响，出水浓度往往达不到排放要求，因此还需进一步处理；采用陶瓷和矿石作为材料制备成网孔结构可以吸附烟气中汞，由于水体中杂质的影响以及水的流动和冲刷作用，钙质材料不适合使用，刚玉和二氧化锆陶瓷成本较高，脱汞效果有限，并且不能阻止微生物对无机Hg的甲基化作用，有毒物质易流出，不能有效的改善生态环境。

发明内容

为了弥补上述现有技术的不足，本发明提出一种脱除废、污水中汞的复合陶瓷材料及制作方法，该材料不仅具有表面积大、渗透性强、杀菌能力强、耐冲刷、对环境友好等性能，而且可以再生，汞回收简单易行，不会造成二次污染；制备过程简单，成本低廉，具有很好的应用潜力和良好的社会经济效益。