重金属和有机物污染水体的综合治理方法与流程

文档序号:18280602发布日期:2019-07-27 10:27阅读:777来源:国知局

本发明属于污染水体净化技术领域,具体涉及一种用于重金属和有机物污染水体的综合治理方法。



背景技术:

水体重金属和有机物污染(cdmetalpollutionofthewater)是指由于人类活动,水体中的重金属元素含量和有机物含量超过背景值含量过高,统称为重金属和有机物污染。

重金属是指比重等于或大于5.0的金属,如fe、mn、zn、cd、hg、ni、co等。几种重金属污染的特性:

1、镉(cd)

镉(cd)是一种银白色的稀有金属,质地柔软,富有延展性,抗腐蚀、耐磨,稍加热易挥发。现未发现单独的镉矿,常在铅锌、铅铜锌矿中发现。镉广泛应用于电镀、汽车及航空、颜料、油漆、印刷等行业。中国多个出产的稻米被查出镉超标,大多是灌溉水重金属超标造成的公害,“镉米危机”的出现,再次敲响水体污染的警钟。由于镉应用范围广,消费方式多样化,增加了对环境污染的机会,目前镉对环境的污染已引起普遍关注,控制镉污染已成为全社会的综合问题。

2、铜(cu)

铜(cu)是生物必需的营养元素,适量的铜对人和动植物都是有益的,但过量的铜对生物的生长发育造成危害,对其周边环境产生严重破坏。此外,随着工农业生产的快速发展,铜的用途越来越广泛,用量不断增加,含铜污染废水排放越来越多,对水环境的污染也逐渐显现出来。因此,近年来,对水环境系统铜污染的研究与治理引起了人们的重视。

3、铅(pb)

铅(pb)在水中的溶解度低,且不易移动,但由于人类对自然的不断开发和破坏,加上工业的发展,造成了日益严重的全球性铅污染。铅对人体的毒害作用具有潜伏性和长期性的特点。由于铅中毒事件的不断发生,有关铅污染及铅毒害的研究越来越受到国内外学者的重视。

4、汞(hg)

汞(hg)可以通过不同途径进入水环境,水中的hg经过复杂的物理、化学反应,大部分以各种形态滞留在水环境中,同时hg在作物可食部分积累并进入食物链循环,对人体健康构成威胁。

有机物是指生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪等有机化合物在微生物作用下最终分解为简单的无机物质、二氧化碳和水等。这些有机物在分解过程中需要消耗大量的氧,故属耗氧污染物。耗氧有机污染物是使水体产生黑臭的主要原因之一。

对于重金属和有机物污染构成的污染水体,需要多种方法综合治理,当今本领域技术飞快发展各种材料和设备及方法层出不穷,有机械法、喷淋法、化学法、生物法、生态法、电位法等等。但目前现有处理方案应用技术方面很简单,只用一种技术或两种技术是当前专利技术的缺陷和不足。



技术实现要素:

本发明是为了解决现有技术中处理方法单一、处理效果差的技术问题,而提供的一种成本低、操作简便、处理效果好的重金属和有机物污染水体的综合治理方法,该方法应用了机械,化学、微生物、物理等多种方法综合治理,从而达到优异的技术效果。

本发明提供了一种重金属和有机物污染水体的综合治理方法,按照先后顺序包括以下步骤:

(1)测定重金属的含量以计算出乙二胺四乙酸的用量并进行称量该用量的乙二胺四乙酸备用;

(2)按照污染水体的总量计算生石灰用量并称量该用量的生石灰,将生石灰均匀泼洒在污染水体表面,采用叶轮机对污染水体进行强力搅拌至混匀,使生石灰充分溶解在污染水体中;

(3)将步骤(1)中称量好的乙二胺四乙酸用氢氧化钠溶液溶解并喷洒在污染水体中;

(4)测定污染水体中cod、bod含量,计算出废啤酒酵母菌与沸石粉的含量并分别称取各用量的废啤酒酵母菌与沸石粉,将称量好的废啤酒酵母菌与沸石粉按比例搅拌混匀,洒入污染水体中并采用叶轮机对污染水体进行强力搅拌至混匀;

(5)按照污染水体的ss、浊度计算出聚合氧化铝用量并称量该用量的聚合氧化铝,将聚合氧化铝用水溶解后洒入污染水体中并采用叶轮机对污染水体进行强力搅拌至混匀;

(6)污染水体中的污染物随着气泡粘附聚合上浮形成泡沫,用刮渣机将泡沫层刮除网捞起焚烧。

优选的是,步骤(1)中,重金属含量的测定采用原子吸收分光光度计进行测定,所述乙二胺四乙酸的用量为污染水体中重金属总质量的3倍。

在上述任一方案中优选的是,所述步骤(2)中生石灰的用量是100g/m3。

在上述任一方案中优选的是,步骤(3)中,溶解乙二胺四乙酸选用的氢氧化钠为10%的氢氧化钠,加入的乙二胺四乙酸溶液的量为100ml/m3。

在上述任一方案中优选的是,步骤(4)中,所述沸石粉的粒径大小在80-100目之间,所述废酵母菌和沸石粉混合的的比例为1:2,根据cod、bod含量确定后加入的量为30--50g/m3。

在上述任一方案中优选的是,步骤(5)中,聚合氧化铝的加入量根据污染水体的不同浑浊度和ss而定,污染水体浊度在100-500mg/l,所述聚合氧化铝的加入量为10-20g/m3,所述聚合氧化铝使用前用水稀释50倍。

本发明重金属和有机物污染水体的综合治理方法与现有技术不同之处在于:本申请的技术方案中利用机械、化学、微生物、物理综合作用把重金属螯合和有机物络合、吸附、聚合悬浮颗粒与气泡粘附从水体中分离出来,方法简单实用。

具体实施方式

为了更进一步了解本发明的发明内容,下面将结合具体实施例详细阐述本发明。

实施例1

本实施例的重金属和有机物污染水体的综合治理方法按以下步骤进行:

采用原子吸收分光光度计测定物污染水体中重金属的含量,以确定乙二胺四乙酸(edta)的用量,按照重金属和有机物污染水体的总量确定生石灰用量、氢氧化钠的用量,测定cod、bod、的含量,确定废啤酒酵母菌与沸石粉的用量,按照污染水体的浊度和ss确定聚合氧化铝用量;

(2)乙二胺四乙酸的用量是污染水体中重金属总质量的3倍;

(3)生石灰的用量是100g/m3污染水体,将生石灰均匀泼洒在污染水体表面,叶轮机强力搅拌至溶解到水中;

(3)然后再用10%naoh溶解乙二胺四乙酸的溶液并通过喷洒的方式喷洒到污染水体中,乙二胺四乙酸的氢氧化钠溶液的用量为10%naoh100ml/m3污染水体;

(4)将废啤酒酵母菌与沸石粉(80—100目)按1:2的比例搅拌混匀,按废啤酒酵母菌与沸石粉混合物30--50g/m3加入到污染水体中,叶轮机强力搅拌混匀;

(5)一般污染水体浊度在100-500mg/l时,按照10-20g/m3聚合氧化铝的量加入到污染水体中,聚合氧化铝使用前用水稀释50倍,加入后开启叶轮机强力搅拌混匀;

(6)乙二胺四乙酸螯合重金属离子溶于水中,废酵母菌和沸石洒入水中吸附有机悬浮物络合,喷洒聚合氧化铝净化水体,随之气泡粘附从水体聚合上浮,用刮渣机将泡沫层刮除网捞起焚烧,使水质达到农田灌溉水质标准。

本发明选用的废啤酒酵母菌:啤酒酵母菌是啤酒生产上常用的典型的上面发酵酵母,菌体维生素、蛋白质含量高,还可以从其中提取细胞色素c、核酸、谷胱甘肽、凝血质、辅酶a和三磷酸腺苷等,啤酒酵母含生物素、泛酸、硫胺素、吡哆醇和肌醇,含有完整的氨基酸群,是补充优质蛋白质的最佳来源。多为酿酒酵母(sac-charomycescerevisiae)的不同品种,细胞形态与其它培养酵母相同,为近球形的椭圆体,与野生酵母不同,废啤酒酵母菌是死的啤酒酵母菌丝体。

上述实施例表明了本发明利用化学作用把喷洒乙二胺四乙酸螯合重金属离子溶于水中,应用edta螯合剂去除cu、ni、cd、zn等重金属阳离子,用0.01mol/l的edta能去除初始浓度为100-300mg/kg的重金属阳离子80%,当edta的量超过水中重金属阳离子交换量时可显著促进与重金属离子的螯合作用。利用edta的络合作用溶解金属表面的沉积物,在适当的条件下,edta络合基元y4-与金属离子络合从而促进沉积物的溶解。如镉主要以edta络合镉离子cdy-2形式存在,铁氧化物在被络合溶解的过程中释放出相应数量的oh-(如fe3o4+4h2o→2fe3++fe2++8oh-),氧化亚铜和氧化铜会发生如下反应:cu2o+2h++2edta→2cu+edta+h2o、2cu+(edta)→cu+cu2+(edta)+edta、cuo+2h++edta→cu2+(edta)+h2o,随沉积物的溶解,ph值自动升高。根据金属离子与edta形成的络合物在一定ph值条件下平衡常数的大小,可以判定在此条件下能否生成稳定的络合物。

物理和微生物综合作用废酵母菌和沸石洒入水中吸附重金属离子螯合物和有机络合悬浮物,沸石具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能,由于沸石的多孔性硅酸盐性质,小孔中存有一定量的空气,小气泡很容易在其边角上形成。沸石由于内部有很多孔径、均匀的管状孔道和内表面积很大的孔穴,因而具有独特的吸附、筛分、交换阴阳离子以及催化性能。它能吸收水中氨态氮、有机物和重金属离子,能有效地降低水底硫化氢毒性,调节ph值,增加水中溶解氧,废啤酒酵母菌做吸附剂吸附镉的效率可达98%,喷洒聚合氧化铝净化水体,水体污染物随之气泡粘附聚合上浮形成泡沫,悬浮颗粒与气泡粘附的原理:水中悬浮颗粒能否与气泡粘附主要取决于颗粒表面的性质。颗粒表面易被水湿润,该颗粒属亲水性;如不易被水湿润,属疏水性。亲水性与疏水性可用气、液、固三相接触时形成的接触角大小来判别,在气、液、固三相接触时,固、液界面张力线和气、液界面张力线之间的夹角以θ表示。如θ<90°为亲水性颗粒,不易于气泡粘附;θ>90°为疏水性颗粒,易于气泡粘附。在气、液、固相接触时,三个界面张力总是平衡的。水中颗粒的湿润接触角(θ)是随水的表面张力的不同而改变的。增大水的表面张力,可以使接触角增加,有利于气、粒结合。用刮渣机将泡沫层刮除网捞起焚烧。达到水体清除重金属和有机物的目的。方法简单实用。

本领域技术人员不难理解,本发明的重金属和有机物污染水体的综合治理方法包括上述本发明说明书的发明内容和具体实施方式部分,限于篇幅并为使说明书简明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1