本发明涉及污水处理技术领域，具体是一种高效重金属捕捉剂。
背景技术：
现有的重金属废水处理方法中，常规方法很难将废水处理到达标排放，只有使用专用重金属捕捉剂才能将水体处理达标。金属捕捉剂是一种与重金属离子强力螯合的化工药剂，因能在常温和很宽的PH值条件范围内，与废水中的Cu2+、Cd2+、Hg2+、Pb2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+、Cr3+等各种重金属离子进行化学反应，并在短时间内迅速生成不溶性、低含水量、容易过滤去除的絮状沉淀，从而达到从水中去除重金属离子的化学品被称为重金属捕捉剂。
现有的重金属捕捉剂中，以有机硫为主，但由于有机硫合成成本较高、加药量也不低，一些小型电镀厂很难承受得了昂贵的处理费用。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种成本低廉的高效重金属捕捉剂。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高效重金属捕捉剂，按照质量百分比计，由以下组分制备而成：凹土20～40％、硫化钠10～20％、二硫代氨基甲酸钠5～15％、聚合硫酸铝铁10～20％，余量为去离子水。
作为本发明进一步的方案：按照质量百分比计，由以下组分制备而成：凹土20％、硫化钠20％、二硫代氨基甲酸钠15％、聚合硫酸铝铁20％，余量为去离子水。
作为本发明进一步的方案：按照质量百分比计，由以下组分制备而成：凹土30％、硫化钠15％、二硫代氨基甲酸钠13％、聚合硫酸铝铁15％，余量为去离子水。
作为本发明进一步的方案：按照质量百分比计，由以下组分制备而成：凹土40％、硫化钠10％、二硫代氨基甲酸钠10％、聚合硫酸铝铁10％，余量为去离子水。
作为本发明进一步的方案：所述的二硫代氨基甲酸钠为二甲基二硫代氨基甲酸钠或二乙基二硫代氨基甲酸钠。
所述的高效重金属捕捉剂的配制方法，具体步骤为：按照上述质量百分比，称取凹土、硫化钠、二硫代氨基甲酸钠、聚合硫酸铝铁及去离子水，充分混匀溶解后得到。
所述的高效重金属捕捉剂的用量为：1ppm的该捕捉剂可以捕捉15ppm的重金属。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的组分中：凹土(凹凸棒粘土)是一种天然物质，对重金属有很好的吸附效果与絮凝效果，且价格低廉，来源广泛，但单独使用时泥量较大；硫化钠是一种常用的处理重金属的药剂，可对络合态的重金属进行破络合；二硫代氨基甲酸钠是市场上常用的重金属捕捉剂，可对高难处理的重金属进行沉淀；聚合硫酸铝铁也是絮凝剂的一种，对部分重金属如锑、铅有很好的效果，其缺点则是加药量大，处理后泥量多。
本发明通过以上药剂的复配，可起到既降低了使用有机硫处理的处理成本，又避免了由于只使用常规絮凝剂导致的泥量大、处理效果不完全等缺点的作用，同时，使用该重金属捕捉剂后，无需使用PAC(聚合氯化铝)等混凝剂，可直接与重金属形成絮体，大大节省了水处理车间的处理空间。
使用该重金属捕捉剂对含重金属的废水进行处理时，处理效果好，且组分中凹土为天然物质，具有价格低廉、原料来源广的特点，因此，本发明高效重金属捕捉剂具有处理效果好、处理成本低的优点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种高效重金属捕捉剂，按照质量百分比计，由以下组分制备而成：凹土20％、硫化钠20％、二甲基二硫代氨基甲酸钠15％、聚合硫酸铝铁20％，余量为去离子水。
所述的高效重金属捕捉剂的配制方法，具体步骤为：按照上述质量百分比，称取凹土、硫化钠、二甲基二硫代氨基甲酸钠、聚合硫酸铝铁及去离子水，充分混匀溶解后得到。
实施例2
本发明实施例中，一种高效重金属捕捉剂，按照质量百分比计，由以下组分制备而成：凹土30％、硫化钠15％、二乙基二硫代氨基甲酸钠13％、聚合硫酸铝铁15％，余量为去离子水。
所述的高效重金属捕捉剂的配制方法，具体步骤为：按照上述质量百分比，称取凹土、硫化钠、二乙基二硫代氨基甲酸钠、聚合硫酸铝铁及去离子水，充分混匀溶解后得到。
实施例3
本发明实施例中，一种高效重金属捕捉剂，按照质量百分比计，由以下组分制备而成：凹土40％、硫化钠10％、二甲基二硫代氨基甲酸钠10％、聚合硫酸铝铁10％，余量为去离子水。
所述的高效重金属捕捉剂的配制方法，具体步骤为：按照上述质量百分比，称取凹土、硫化钠、二甲基二硫代氨基甲酸钠、聚合硫酸铝铁及去离子水，充分混匀溶解后得到。
实施例4
本发明实施例中，一种高效重金属捕捉剂，按照质量百分比计，由以下组分制备而成：凹土40％、硫化钠10％、二乙基二硫代氨基甲酸钠5％、聚合硫酸铝铁10％，余量为去离子水。
所述的高效重金属捕捉剂的配制方法，具体步骤为：按照上述质量百分比，称取凹土、硫化钠、二乙基二硫代氨基甲酸钠、聚合硫酸铝铁及去离子水，充分混匀溶解后得到。
将上述实施例制得的高效重金属捕捉剂应用于重金属废水的吸附试验，试验过程及效果如下：
称取0.4g实施例1制得的高效重金属捕捉剂，加入到500ml，100mg/L的Cr溶液中，溶液pH为5，15℃恒温振荡1h，用沉淀分离后取上清液。最终结果：溶液中Cr的去除率为：99.66％。该高效重金属捕捉剂处理后的溶液中总铬含量低于国家排放标准，达到GB21900-2008表三标准。
称取1.0g实施例4制得的高效重金属捕捉剂，加入到500ml，500mg/L的Cr溶液中，溶液pH为5，常温机械搅拌1h，用沉淀分离后取上清液。最终结果：溶液中Cr的去除率为：99.75％。该高效重金属捕捉剂处理后的溶液中总铬含量低于国家排放标准，达到GBGB21900-2008标准。
称取1.0g实施例3制得的高效重金属捕捉剂，加入到500ml，500mg/L的Cr的溶液中，溶液pH为5，常温机械搅拌30分钟30min，用沉淀分离后取上清液。最终结果：溶液中Cr的去除率为：99.64％。该高效重金属捕捉剂处理后的溶液中总铬含量低于国家排放标准，达到GB21900-2008标准。
称取0.2g实施例3制得的高效重金属捕捉剂，加入到500ml，10mg/L的Cu溶液中，溶液pH为6.0，常温机械搅拌30分钟30min，用沉淀分离后取上清液。最终结果：溶液中Cu的去除率为：98.88％。该高效重金属捕捉剂处理后的溶液中总铜含量低于国家排放标准，达到GB21900-2008标准。
称取1.0g实施例2制得的高效重金属捕捉剂，加入到500ml，500mg/L的Cu溶液中，溶液pH为5.0，常温机械搅拌30分钟，用沉淀分离后取上清液。最终结果：溶液中Cu的去除率为：99.95％。该高效重金属捕捉剂处理后的溶液中总铜含量低于国家排放标准，达到GB21900-2008标准。
称取0.5g实施例2制得的高效重金属捕捉剂，加入到500ml，10mg/L的Ni溶液中，溶液pH为3.0，常温机械搅拌30分种，用沉淀分离后取上清液。最终结果：溶液中Ni的去除率为：99.97％。该高效重金属捕捉剂处理后的溶液中总镍含量低于国家排放标准，达到GB21900-2008标准。
称取0.3g实施例2制得的高效重金属捕捉剂，加入到500ml，50mg/L的Pb溶液中，溶液pH为4.0，常温机械搅拌1h，用沉淀分离后取上清液。最终结果：溶液中Pb的去除率为：99.96％。该高效重金属捕捉剂处理后的溶液中总铅含量低于国家排放标准，达到GB21900-2008标准。
称取0.5g实施例3制得的高效重金属捕捉剂，加入到500ml，100mg/L的Mn溶液中，溶液pH为5.0，常温机械搅拌2h，用沉淀分离后取上清液。最终结果：溶液中Mn的去除率为：99.41％。该高效重金属捕捉剂处理后的溶液中总锰含量低于国家排放标准，达到GB21900-2008标准。
称取0.4g实施例1制得的高效重金属捕捉剂，加入到500ml，0.1mg/L的Hg的混合溶液中，溶液pH为6.0，30℃恒温振荡1h，用沉淀分离后取上清液。最终结果：溶液中Hg的去除率为：99.9999％。该高效重金属捕捉剂处理后的溶液中总汞含量低于国家排放标准，达到GB21900-2008标准。
称取0.5g实施例2制得的高效重金属捕捉剂，加入到500ml，100mg/L的Cr、Cu、Mn、Pb、Ni、Ca、和0.1ml/L的Hg的混合溶液中，溶液pH为6.0，常温机械搅拌1h，用沉淀分离后取上清液。最终结果：溶液中Cr、Cu、Mn、Pb、Ni、Ca、Hg的去除率分别为：99.81％、99.85％、99.91％、99.92％、99.93％、99.06％、99.9999％。该高效重金属捕捉剂处理后的溶液中总铬、总铜、总锰、总铅、总镍、总钙、总汞含量低于国家排放标准，达到GB21900-2008标准。
为了进一步验证本高效重金属捕捉剂对电镀废水的处理效果，以某公司的电镀废水为水样，测得该电镀废水水样中各重金属的含量为：总镍15ppm、总铜24ppm、总锌12.5ppm、3价铬56ppm。利用普通工艺处理、投加田宝集团的重捕剂DTCR-2、投加本高效重金属捕捉剂这三种手段对其进行处理，处理后的效果对比如表1所示。由表1可以看出：投加本高效重金属捕捉剂对该电镀废水中的总镍、总铜、总锌、3价铬的处理效果明显优于其余两种手段，尤其在投加量同为10ppm的情况下，本高效重金属捕捉剂的效果还明显优于田宝集团的重捕剂DTCR-2，从而说明使用该重金属捕捉剂对含重金属的废水进行处理时，处理效果好，且组分中凹土为天然物质，具有价格低廉、原料来源广的特点，因此，本发明高效重金属捕捉剂具有处理效果好、处理成本低的优点。
表1三种手段对某电镀废水的处理效果对比
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。