一种强化锰氧化物去除水中Hg(Ⅱ)的络合剂的方法
【专利摘要】一种强化锰氧化物去除水中Hg(Ⅱ)的络合剂的方法，它涉及强化去除水中Hg(Ⅱ)的方法。本发明要解决现有除Hg(Ⅱ)存在去除率极低的问题。方法：一、向含Hg(Ⅱ)水中投加络合剂A，再投加吸附剂B或C，搅拌后得到混合溶液；二、混合溶液中投加混凝剂，然后依次经过常规水处理工艺混凝、过滤、沉淀和澄清后，即完成。本发明利用络合剂A可同时改变吸附剂和Hg的性质，能保证饮用水源中微量Hg(Ⅱ)在水厂出水时达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749－2006）的规定，本发明工艺除汞效率高达99%以上，工艺简单、操作灵活方便、不改变水厂原有处理工艺而且运行成本低。本发明应用于污废水处理领域。
【专利说明】一种强化锰氧化物去除水中Hg( II )的络合剂的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及强化去除水中Hg( II )的方法。
【背景技术】
[0002]汞(mercury)，俗称“水银”，银白色，有金属光泽，是常温下唯一呈液态的金属。汞作为一种对人体和高等生物具有很强毒性的污染物，普遍存在于自然界中。由汞及其化合物所造成的环境汞污染问题日益严重，已成为人类生存环境的一大公害。饮用水汞污染主要为饮用水水源的污染，主要途径:含汞废水的排放；含汞废弃物的不合理处置和堆放造成汞泄漏；汞矿地区及汞污染严重地区，由雨水溶解和冲刷造成的水源污染；由环境改变造成河流和湖泊底泥中汞的释放。汞中毒会导致精神紊乱、粘膜充血、溃疡、肾脏衰竭、蛋白尿、性功能减弱、妇女月经失调或流产和甲状腺机能亢进等。我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749 - 2006)规定饮用水中汞浓度最高限值为I μ g/L。因此，亟需高效经济、安全环保的方法去除水中汞，解决水中汞污染问题。
[0003]近年来，我国汞污染日益严重，如贵州、黑龙江等地以及雪碧汞中毒事件等。汞污染直接导致人身健康受到危害，严重威胁了公共卫生安全。
[0004]目前我国对汞污染水体尚未有成熟的技术，常用方法是投加硫化物进行化学沉淀，但是很多硫化物比如硫化氢、硫化钠本身或投入水中会产生严重的臭味，对环境极其不利，而且大多用于污废水处理，难以彻底去除饮用水中汞。而常规混凝剂铝盐高达40mgAl/L时对汞几乎无任何去除，单纯铁盐和锰氧化物对汞的去除效率也很低。
【发明内容】
[0005]本发明目的是为了解决现有除Hg( II )去除率极低的问题，而提供一种强化锰氧化物去除水中Hg( II )的络合剂的方法。
[0006]本发明的一种强化锰氧化物去除水中Hg( II )的络合剂的方法，按以下步骤实现:一、向含Hg ( II )水中投加络合剂，再投加吸附剂，然后以100~350r/min的速度搅拌反应I~60min，得到混合溶液；二、向步骤一所得混合溶液中投加混凝剂，然后依次经过常规水处理工艺混凝、过滤、沉淀和澄清后，即完成强化锰氧化物去除水中Hg( II )的络合剂；
[0007]其中步骤一中络合剂与Hg的摩尔比2~10000: I ;吸附剂投加量以锰计为I~50mg/L ;步骤二中混凝剂的投加量为10mg/L。
[0008]本发明包含以下有益效果:
[0009]本发明利用硫代硫酸钠作为络合剂，此络合剂无毒、安全，能改变水中汞的电位性质，使不带电荷的汞带负电，同时还能生成二价Mn2+被吸附在吸附剂上作为阳离子桥增加汞的去除。残 余汞浓度能保证饮用水源中微量Hg( II )在水厂出水时达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749 - 2006)的规定，汞浓度低于I μ g/L。此工艺除汞效率高、工艺简单、操作灵活方便、不改变水厂原有处理工艺而且运行成本低，可用于水中汞污染的常规处理和应急处理。[0010]本发明强化锰氧化物彻底去除水中Hg( II )的络合剂，强化去除Hg( II )的去除率达99%以上。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为实施例2中去除水中Hg( II )的效果图，其中▽表示去除率，?表示汞浓度。【具体实施方式】
[0012]本发明技术方案不局限于以下所列举【具体实施方式】，还包括各【具体实施方式】间的任意组合。
[0013]【具体实施方式】一:本实施方式的一种强化锰氧化物去除水中Hg( II )的络合剂的方法，按以下步骤实现:一、向含Hg( II )水中投加络合剂，再投加吸附剂，然后以100~350r/min的速度搅拌反应I~60min,得到混合溶液；二、向步骤一所得混合溶液中投加混凝剂，然后依次经过常规水处理工艺混凝、过滤、沉淀和澄清后，即完成强化锰氧化物去除水中Hg( II )的络合剂；
[0014]其中步骤一中络合剂与Hg的摩尔比2~10000: I ;吸附剂投加量以锰计为I~50mg/L ;步骤二中混凝剂的投加量为10mg/L。
[0015]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:步骤一中所述的络合剂为硫代硫酸钠。其它步骤及参数与【具体实施方式】一相同。
[0016]【具体实施方式】三:本实 施方式与【具体实施方式】一或二不同的是:步骤一中所述的吸附剂为新生态铁锰或纳米新生态锰。新生态铁锰制备方法为高锰酸盐氧化硫酸亚铁或氯化亚铁所得固体物质；纳米新生态锰制备方法为高锰酸盐氧化硫酸锰、氯化锰、硫代硫酸钠或亚硫酸钠所得到的固体物质。其它步骤及参数与【具体实施方式】一或二相同。
[0017]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一至三之一不同的是:步骤一中络合剂为硫代硫酸钠，硫代硫酸钠与Hg摩尔比10~9000: 1，吸附剂投加量以锰计为I~45mg/L。其它步骤及参数与【具体实施方式】一至三之一相同。
[0018]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一至四之一不同的是:步骤一中络合剂为硫代硫酸钠，硫代硫酸钠与Hg摩尔比10~8000: 1，吸附剂投加量以锰计为I~40mg/L。其它步骤及参数与【具体实施方式】一至四之一相同。
[0019]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一至五之一不同的是:步骤一中络合剂为硫代硫酸钠，硫代硫酸钠与Hg摩尔比10~6000: 1，吸附剂投加量以锰计为I~30mg/L。其它步骤及参数与【具体实施方式】一至五之一相同。
[0020]【具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】一至六之一不同的是:步骤一中络合剂为硫代硫酸钠，硫代硫酸钠与Hg摩尔比10~5000: 1，吸附剂投加量以锰计为I~30mg/L。其它步骤及参数与【具体实施方式】一至六之一相同。
[0021]【具体实施方式】八:本实施方式与【具体实施方式】一至七之一不同的是:步骤一中络合剂为硫代硫酸钠，硫代硫酸钠与Hg摩尔比10~3000: 1，吸附剂投加量以锰计为I~25mg/L。其它步骤及参数与【具体实施方式】一至七之一相同。
[0022]【具体实施方式】九:本实施方式与【具体实施方式】一至八之一不同的是:步骤一中络合剂为硫代硫酸钠，硫代硫酸钠与Hg摩尔比10~2000: 1，吸附剂投加量以锰计为I~20mg/L。其它步骤及参数与【具体实施方式】一至八之一相同。
[0023]【具体实施方式】十:本实施方式与【具体实施方式】一至九之一不同的是:步骤一中络合剂为硫代硫酸钠，硫代硫酸钠与Hg摩尔比10~1000: 1，吸附剂投加量以锰计为I~20mg/L。其它步骤及参数与【具体实施方式】一至九之一相同。
[0024]【具体实施方式】十一:本实施方式与【具体实施方式】一至十之一不同的是:步骤一中络合剂为硫代硫酸钠，硫代硫酸钠与Hg摩尔比10~800: 1，吸附剂投加量以锰计为I~15mg/L。其它步骤及参数与【具体实施方式】一至十之一相同。[0025]【具体实施方式】十二:本实施方式与【具体实施方式】一至十一之一不同的是:步骤一中络合剂为硫代硫酸钠，硫代硫酸钠与Hg摩尔比10~600: 1，吸附剂投加量以锰计为I~15mg/L。其它步骤及参数与【具体实施方式】一至十一之一相同。
[0026]【具体实施方式】十三:本实施方式与【具体实施方式】一至十二之一不同的是:步骤一中络合剂为硫代硫酸钠，硫代硫酸钠与Hg摩尔比10~500: 1，吸附剂投加量以锰计为I~10mg/L。其它步骤及参数与【具体实施方式】一至十二之一相同。
[0027]【具体实施方式】十四:本实施方式与【具体实施方式】一至十三之一不同的是:步骤一中络合剂为硫代硫酸钠，硫代硫酸钠与Hg摩尔比100~400: 1，吸附剂投加量以锰计为I~8mg/L。其它步骤及参数与【具体实施方式】一至十三之一相同。
[0028]【具体实施方式】十五:本实施方式与【具体实施方式】一至十四之一不同的是:步骤一中络合剂为硫代硫酸钠，硫代硫酸钠与Hg摩尔比200~400: 1，吸附剂投加量以锰计为2~6mg/L。其它步骤及参数与【具体实施方式】一至十四之一相同。
[0029]【具体实施方式】十六:本实施方式与【具体实施方式】一至十五之一不同的是:步骤一中络合剂为硫代硫酸钠，硫代硫酸钠与Hg摩尔比300: 1，吸附剂投加量以锰计为4mg/L。其它步骤及参数与【具体实施方式】一至十五之一相同。
[0030]【具体实施方式】十七:本实施方式与【具体实施方式】一至十六之一不同的是:步骤一中以120~300r/min的速度搅拌反应2~30min，得到混合溶液。其它步骤及参数与【具体实施方式】一至十六之一相同。
[0031]【具体实施方式】十八:本实施方式与【具体实施方式】一至十七之一不同的是:步骤一中以250r/min的速度搅拌反应15min,得到混合溶液。其它步骤及参数与【具体实施方式】一至十七之一相同。
[0032]【具体实施方式】十九:本实施方式与【具体实施方式】一至十八之一不同的是:步骤二中混凝剂为硫酸铝、聚合氯化铝、氯化铁或硫酸铁。其它步骤及参数与【具体实施方式】一至十八之一相同。
[0033]【具体实施方式】二十:本实施方式与【具体实施方式】一至十九之一不同的是:步骤一中新生态铁锰为高锰酸盐氧化硫酸亚铁或氯化亚铁所得固体物质；纳米新生态锰为高锰酸盐氧化硫酸锰、氯化锰、硫代硫酸钠或亚硫酸钠所得固体物质。其它步骤及参数与【具体实施方式】一至十九之一相同。
[0034]通过以下实施例验证本发明的有益效果:
[0035]实施例1:
[0036]本实施例的一种强化锰氧化物去除水中Hg( II )的络合剂的方法，按以下步骤实现:一、向含Hg( II )水中投加络合剂A，再投加吸附剂B，然后以250r/min的速度搅拌反应40min，得到混合溶液；二、向步骤一所得混合溶液中投加混凝剂，然后依次经过常规水处理工艺混凝、过滤、沉淀和澄清后，即完成原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg( II )；
[0037]其中步骤一中络合剂A与Hg的摩尔比为300: 1，吸附剂投加量以锰计为4mg/L ;步骤一中络合剂A为硫代硫酸钠，吸附剂B为新生态铁锰；步骤二中混凝剂的投加量为10mg/Lo
[0038]本实施例所述的吸附剂B为新生态铁锰的固体物质。
[0039]本实施例步骤一含Hg( II )水中Hg( II )的含量为30 μ g/L ;步骤二中混凝剂为
聚合氣化招。
[0040]本实施例中原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg( II )，经检测，去除水中Hg( II )的效率为99.9%。
[0041]实施例2:
[0042]本实施例的一种强化锰氧化物去除水中Hg( II )的络合剂的方法，按以下步骤实现:一、向含Hg( II )水中络合剂A，再投加吸附剂C，然后以250r/min的速度搅拌反应15min，得到混合溶液；二、向步骤一所得混合溶液中投加混凝剂，然后依次经过常规水处理工艺混凝、过滤、沉淀和澄清后，即完成原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg( II )；
[0043]其中步骤一中络合剂A与Hg的摩尔比为300: 1，吸附剂投加量以锰计为4mg/L ;步骤一中络合剂A为硫代 硫酸钠，吸附剂C为新生态锰；步骤二中混凝剂的投加量为IOmg/L0
[0044]本实施例步骤一含Hg( II )水中Hg( II )的含量为30 μ g/L ;步骤二中混凝剂为
聚合氣化招。
[0045]本实施例所述的吸附剂B为新生态锰的固体物质。
[0046]本实施例中原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg( II )，经检测，结果如图1所示，可见去除水中Hg( II )的效率为99.99%，汞剩余浓度低于I μ g/L。
【权利要求】
1.一种强化锰氧化物去除水中Hg( II )的络合剂的方法，其特征在于强化锰氧化物彻底去除水中Hg( II )的方法按以下步骤实现:一、向含Hg( II )水中投加络合剂，再投加吸附剂，然后以100~350r/min的速度搅拌反应I~60min，得到混合溶液；二、向步骤一所得混合溶液中投加混凝剂，然后依次经过常规水处理工艺混凝、过滤、沉淀和澄清后，即完成强化锰氧化物去除水中Hg( II )的络合剂； 其中步骤一中络合剂与Hg的摩尔比2~10000: I ;吸附剂投加量以锰计为I~50mg/L ;步骤二中混凝剂的投加量为10mg/L。
2.根据权利要求1所述的一种强化锰氧化物去除水中Hg(II )的络合剂的方法，其特征在于步骤一中所述的络合剂为硫代硫酸钠。
3.根据权利要求1所述的一种强化锰氧化物去除水中Hg(II )的络合剂的方法，其特征在于步骤一中所述的吸附剂为新生态铁锰或纳米新生态锰。
4.根据权利要求1所述的一种强化锰氧化物去除水中Hg(II )的络合剂的方法，其特征在于步骤一中络合剂为硫代硫酸钠，硫代硫酸钠与Hg摩尔比10~5000: 1，吸附剂投加量以猛计为I~30mg/L。
5.根据权利要求4所述的一种强化锰氧化物去除水中Hg(II )的络合剂的方法，其特征在于步骤一中络合剂为硫代硫酸钠，硫代硫酸钠与Hg摩尔比10~1000: 1，吸附剂投加量以猛计为I~20mg/L。
6.根据权利要求5所 述的一种强化锰氧化物去除水中Hg(II )的络合剂的方法，其特征在于步骤一中络合剂为硫代硫酸钠，硫代硫酸钠与Hg摩尔比10~500: 1，吸附剂投加量以猛计为I~10mg/L。
7.根据权利要求1或2所述的一种强化锰氧化物去除水中Hg(II )的络合剂的方法，其特征在于步骤一中以120~300r/min的速度搅拌反应2~30min，得到混合溶液。
8.根据权利要求1所述的一种强化锰氧化物去除水中Hg(II )的络合剂的方法，其特征在于步骤一中以250r/min的速度搅拌反应15min,得到混合溶液。
9.根据权利要求1所述的一种强化锰氧化物去除水中Hg(II )的络合剂的方法，其特征在于步骤一中新生态铁锰为高锰酸盐氧化硫酸亚铁或氯化亚铁所得固体物质；纳米新生态锰为高锰酸盐氧化硫酸锰、氯化锰、硫代硫酸钠或亚硫酸钠所得固体物质。
10.根据权利要求1所述的一种强化锰氧化物去除水中Hg( II )的络合剂的方法，其特征在于步骤二中混凝剂为硫酸铝、聚合氯化铝、氯化铁或硫酸铁。
【文档编号】C02F9/04GK103848523SQ201410128711
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2014年4月1日
【发明者】马军, 路希鑫, 皇甫小留 申请人:哈尔滨工业大学