[发明专利]一种基于磁性含钛矿物/腐植酸复合吸附材料的废水中重金属梯级吸附和回收方法

说明书

本发明公开了一种基于磁性含钛矿物/腐殖酸复合吸附材料的废水中重金属梯级吸附和回收方法。该方法利用磁性含钛矿物/腐殖酸复合吸附材料在不同pH值下对不同重金属离子吸附有选择性的特点，通过控制废水的pH值，达到废水中多种重金属离子梯级吸附和回收的目的，该方法不仅能够高效去除废水中的重金属离子，而且可以将废水中的不同重金属离子梯级分离回收利用，经过梯级吸附处理的酸性废水可以达标排放，降低废水治理成本。

技术领域

本发明涉及一种重金属废水处理方法，特别涉及一种基于磁性含钛矿物/腐植酸复合吸附材料对废水中重金属梯级吸附和回收的方法，属于重金属污染防治技术领域。

背景技术

矿业、冶炼、化工等行业排放的废水中，大多含有多种重金属离子如铬、铜、铅、锌、镉、汞等，这些废水大多为强酸性，直接排放会对自然环境和人体健康造成巨大的危害。重金属离子在自然环境中不易转化，容易在动植物体内累积，造成慢性中毒。天然水体中只要有微量重金属，即可产生毒性反应，一般重金属产生毒性的范围大约在1.0-10mg/L之间，毒性较强的重金属如汞、镉等毒性浓度范围在0.001-0.1mg/L。因此如何治理重金属离子已经受到国内外各界的重视，急需开发新型的重金属离子废水处理技术，实现重金属离子的重复利用或者“无害化”排放，并具有工艺简单，原材料易得等特点。

目前，国内外处理重金属废水的方法主要有：沉淀、絮凝、离子交换、吸附及微生物法。沉淀法作用速度快，但为了吸收更多的重金属离子，往往需要加入过量的沉淀剂，费用高，并容易造成二次污染；微生物法，效率低，对环境的要求苛刻；离子交换法对重金属的去除率高，但处理费用较高，对于复杂的污水成分普遍适用性差。相较于前几种方法，吸附法是一种经济高效，绿色环保，适用性较好的一种处理方法。但是传统的吸附法，往往对重金属离子的吸附没有选择性，造成吸附在吸附材料上的重金属难以回收利用。同时吸附材料再生困难，造成吸附工艺运行成本大。

因此，本领域迫切需要开发一种运行成本低廉、处理效果好、易于管理和操作，同时能够将酸性废水中重金属资源化利用的新型酸性重金属废水处理工艺。

发明内容

针对传统吸附法处理酸性重金属废水的缺点和不足，本发明的目的是在于提供一种基于磁性含钛矿物/腐植酸复合吸附材料对废水中重金属梯级吸附和回收的方法，该方法不仅能够高效、低成本去除废水中的重金属离子，还可以将废水中的多种重金属离子进行分步回收和利用，实现废弃资源的回收利用。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种基于磁性含钛矿物/腐植酸复合吸附材料的废水中重金属梯级吸附和回收方法，该方法是通过梯度调节废水的pH，采用磁性含钛矿物/腐植酸复合吸附材料吸附分离废水中多种重金属离子；所述磁性含钛矿物/腐植酸复合吸附材料由腐植酸负载在磁性含钛矿物表面构成；所述废水中包含铬离子、铜离子、铅离子、锌离子、镉离子和汞离子中至少两种；

将废水的pH调节至1～3，采用磁性含钛矿物/腐植酸复合吸附材料对废水中铬离子进行吸附，再调节pH至4～5，采用磁性含钛矿物/腐植酸复合吸附材料对废水中铅离子进行吸附，再调节pH至大于5，且小于7，采用磁性含钛矿物/腐植酸复合吸附材料对废水中铜离子、锌离子和镉离子进行吸附，再调节pH至大于或等于7，采用磁性含钛矿物/腐植酸复合吸附材料对废水中汞离子进行吸附；吸附至饱和的磁性含钛矿物/腐植酸复合吸附材料采用pH值大于11的碱液或pH值为1～2的酸液进行洗脱，回收重金属离子。

作为一个优选的方案，通过多级串联吸附池对废水中的重金属离子进行分步吸附分离，所述多级串联吸附池的级数根据废水中重金属总类确定相应数量的级数，各级吸附池内均填充有磁性含钛矿物/腐植酸复合吸附材料；