专利名称：一种强化常规水处理工艺去除饮用水中铊的方法
技术领域：
本发明涉及一种水处理工艺中去除重金属的方法，尤其是一种强化常规水处理工艺去除饮用水中铊的方法。
背景技术：
改革开放以来，我国经济持续高速发展，经济的发展给水环境带来了很大的压力， 一些企业为了追求短期的经济利益违反环境保护法规，违规或违法操作造成了近年来我国水环境突发污染事故的频繁发生。水污染事件以及世界各地区恐怖袭击事件的频繁发生给饮用水水源的水质安全造成严重的威胁。统计表明我国水环境突发污染事件发生频率和危害程度近年来都有上升的趋势。饮用水水质安全直接关系到公众的身体健康，制约经济社会的可持续发展，影响社会的稳定和长治久安。铊(Tl)是一种稀散元素，以微量存在于铁、锌等硫化物矿中。在铊的冶炼厂、火力发电厂以及各种含铊材料、药剂的制造过程中会有含铊的废气、废水、废渣进入环境。铊一旦进入饮用水水源，极易造成地域性慢性中毒。铊可以通过饮用水和食物链进入人体，其中铊在人体的酶化反应过程中可以置换钾，并与酶产生很强的亲和力，从而诱发Tl的毒害效应。因此，有效预防和控制铊对水环境的污染，尤其是饮用水的铊污染，具有重要而积极的
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铊及其化合物已被列入水体优先控制污染物黑名单和我国地表水环境质量标准(GB 3838-2002)的监测指标体系。关于铊的去除，国内外研究以及水处理实践资料较少，包括利用活性铝净化法、离子交换法和NaCl溶液来去除饮用水中的Tl ；用海绵吸附体等吸附剂、 氧化剂和碱性物质(如石灰等)降低Tl的活动性，处理已被Tl污染的水体。而对饮用水厂如何对低铊含量例如0. 1 0. 5 μ g/L的水进行处理以使铊含量降低到符合GB 5749-2006 《生活饮用卫生标准》规定的更安全的范围，尚没有任何文献报导或其他方式公开的可行方法。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种强化常规水处理工艺去除饮用水中铊的方法，应用该方法可将水中铊含量降低到0. 1 μ g/L以下。本发明采用的技术方案是一种强化常规水处理工艺去除饮用水中铊的方法，包括依次进行的如下步骤
Bi、将待处理饮用水的PH值调节至碱性，并且加入高锰酸钾；
B2、加入可产生氯离子的化合物，同时加入聚合氯化铝(PAC)混凝形成絮体颗粒；
B3、通过沉淀使絮体颗粒沉降后去除；
B4、通过砂滤进一步净化。其中步骤Bl中可以先将待处理饮用水的PH值调节至碱性再加高锰酸钾，也可同时进行，即一面调节水的PH值一面加高锰酸钾氧化一价铊离子。
优选的，所述步骤Bl中，调节待处理饮用水的PH值选用氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、碳酸钠(Na2CO3)、氢氧化钙(Ca (OH)2)中的一种或几种；所述步骤B2中，可产生氯离子的化合物选自氯化钠(NaCl )、氯化钾(KCl)、氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)、氯化钡 (BaCl2)、氯化铝(A1C13)、氯化锌(ZnCl2)中的一种或几种。优选的，所述步骤Bl中，调节待处理饮用水的PH值至8. 5 10。优选的，所述步骤Bl中高锰酸钾的加入量为每升水0. 2 lmg。优选的，所述步骤B2中，可产生氯离子的化合物的加入量以氯离子计为每升水 2 10mg。优选的，所述步骤B2中，聚合氯化铝的加入量为每升水1 10mg。优选的，所述待处理饮用水中铊含量为0. 1 0. 5 μ g/L。优选的，所述步骤Bl中加入高锰酸钾后快速搅拌1 3min，所述快速搅拌优选的搅拌速度为260 350rpm。优选的，所述步骤B2中加入可产生氯离子的化合物、聚合氯化铝后先快速搅拌再慢速搅拌，优选的快速搅拌时间为0. 5 2min，慢速搅拌l(T20min。所述快速搅拌优选的搅拌速度为260 350rpm，所述慢速搅拌优选的搅拌速度为50 90rpm。优选的，所述步骤B3中沉淀时间为15 60min。本发明有益的技术效果应用本发明方法能够有效地去除饮用水中的铊，并使处理后水中铊的浓度降低到0. ^g/L以下；本发明方法还可以很方便地与现有水处理工艺结合，运行费用低，具有很高的实用性。
图1为本发明的工艺流程框图。
具体实施例方式下面结合附图作详细说明。参看图1，本发明强化常规水处理工艺去除饮用水中铊的方法为通过pH调节、高锰酸钾氧化、氯离子配位络合物强化PAC混凝的方法去除水中的铊，具体包括几个步骤
第一步，向待处理水中投加碱性物质将PH值调节至碱性，优选PH值为8 10，碱性物质优先从氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(K0H)、碳酸钠(Na2C03)、氢氧化钙(Ca (OH)2)中选用， 更优选为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钙，可以单独使用或几种混合使用。然后投加高锰酸钾 (KMnO4)，快速(260 350转/分)搅拌1 3min，通过高锰酸钾的氧化作用将水中的正一价铊离子(Tl+)氧化为正三价铊离子(Tl3+)，高锰酸钾被还原为锰酸根离子(MnO42-),锰酸根离子水解反应生成碱式氧化锰(MnO (OH)2),或称为水合二氧化锰，是一种黑褐色沉淀。生成的正三价铊离子(Tl3+)进而与水中的氢氧根离子(0!Γ)反应生成Tl (OH)3沉淀。反应方程为
Tl+ + 2Mn04 Tl^ + 2Mn042"(l)
3MnO42- +3H20 ---> 2Mn04~ +MnO(OH)2 .丄 +40H"( 2 )
权利要求
1.一种强化常规水处理工艺去除饮用水中铊的方法，包括依次进行的如下步骤Bi、将待处理饮用水的PH值调节至碱性，并且加入高锰酸钾；B2、加入可产生氯离子的化合物，同时加入聚合氯化铝混凝形成絮体颗粒；B3、通过沉淀使絮体颗粒沉降后去除；B4、通过砂滤进一步净化。
2.根据权利要求1所述的强化常规水处理工艺去除饮用水中铊的方法，其特征在于 所述步骤B1中，调节待处理饮用水的PH值选用氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、氢氧化钙中的一种或几种；所述步骤B2中可产生氯离子的化合物选自氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁、 氯化钡、氯化铝、氯化锌中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的强化常规水处理工艺去除饮用水中铊的方法，其特征在于 所述步骤Bl中，调节待处理饮用水的PH值至8. 5 10。
4.根据权利要求1、2或3所述的强化常规水处理工艺去除饮用水中铊的方法，其特征在于所述步骤Bl中高锰酸钾的加入量为每升水0. 2 lmg。
5.根据权利要求1、2或3所述的强化常规水处理工艺去除饮用水中铊的方法，其特征在于所述步骤B2中，可产生氯离子的化合物的加入量以氯离子计为每升水2 10mg。
6.根据权利要求1、2或3所述的强化常规水处理工艺去除饮用水中铊的方法，其特征在于所述步骤B2中，聚合氯化铝的加入量为每升水1 10mg。
7.根据权利要求1、2或3所述的强化常规水处理工艺去除饮用水中铊的方法，其特征在于所述待处理饮用水中铊含量为0. 1 0. 5 μ g/L。
8.根据权利要求1、2或3所述的强化常规水处理工艺去除饮用水中铊的方法，其特征在于所述步骤Bl中加入高锰酸钾后以沈0 350rpm的速度快速搅拌1 :3min。
9.根据权利要求1、2、3或8所述的强化常规水处理工艺去除饮用水中铊的方法，其特征在于所述步骤B2中加入可产生氯离子的化合物、聚合氯化铝后先以260 350rpm的速度快速搅拌0. 5 2min，再以50 90rpm的速度慢速搅拌l(T20min。
10.根据权利要求1、2或3所述的强化常规水处理工艺去除饮用水中铊的方法，其特征在于所述步骤B3中沉淀时间为15 60min。
全文摘要
本发明公开了一种强化常规水处理工艺去除饮用水中铊的方法，包括依次进行的如下步骤将待处理饮用水的pH值调节至碱性，并且加入高锰酸钾使正一价铊离子氧化为正三价铊离子，进而生成氢氧化铊沉淀；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；通过沉淀使絮体颗粒沉降后去除；通过砂滤进一步净化。应用本发明方法能够有效地去除饮用水中的铊，并使处理后水中铊的浓度降低到0.1μg/L以下；本发明方法还可以很方便地与现有水处理工艺结合，运行费用低，具有很高的实用性。
文档编号C02F9/04GK102311190SQ20111023920
公开日2012年1月11日 申请日期2011年8月19日 优先权日2011年8月19日
发明者刘丽君, 尤作亮, 尹文超, 张金松, 王长平 申请人:深圳市水务(集团)有限公司