重金属废水回收利用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水处理和环境保护领域，涉及一种重金属废水回收利用方法。
【背景技术】
[0002]随着现代工业的迅速发展，环境污染问题越来越严重，其中重金属污染已成为人们关注的焦点。重金属废水被大量排放到环境中，不能被自然降解，只能发生迀移和转化，经生物链富集，最终严重威胁人类健康。
[0003]由于重金属离子在水中的存在形态不同，其对水体的污染程度也就不相同。按照去除重金属离子的方法，可以将重金属废水的处理分为物理去除和化学去除。物理去除主要包含有膜分离法、蒸发浓缩法等，即不改变金属离子的形态，通过浓缩分离去除的方法。化学去除主要包含有化学沉淀法、氧化还原法、电化学法、铁氧化法和吸附法等，即将废水体系中金属离子转变成为不溶性的物质得以去除的方法，其中化学沉淀法应用最为广泛。常用的化学沉淀的方法是向废水中投加一定量的絮凝剂以及高分子助凝剂。这种化学沉淀法具有成本低、操作简单、方便管理、效果好等优点。但其缺点是沉渣量大、沉渣含水率高、脱水比较困难，并且这种方法选择性较差，因此在实际废水处理过程中会增加沉渣量，易产生二次污染。
[0004]吸附法因材料便宜易得、成本低、去除效果好而成为研究的重点，有研究者用累托石改性吸附水中重金属离子，还有研究者直接采用天然沸石或用改性沸石对重金属离子进行吸附，可是这些材料的制备及改性过程往往复杂繁琐，且吸附效率不够高。
[0005]分子筛因其吸附容量大，吸附反应快，去除效果好，成为处理重金属废水的新材料，分子筛较大的比表面积所具有的吸附性能和可交换的阳离子所具有的离子交换性能，在重金属废水处理中具有化学吸附和离子交换的双重功效，在废水处理领域具有重要的地位。但分子筛粉末在处理重金属废水的过程中会流失和损坏，回收率较低；分子筛稳定性较差、重复利用活化效果较低，重金属离子浓缩后回收也将成为分子筛处理重金属废水急需解决的问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种操作简单、成本低的方法，既能处理重金属废水，又能将吸附材料和重金属资源化利用。
[0007]为达到上述目的，采用技术方案如下:
[0008]重金属废水回收利用方法，包括以下步骤:
[0009]1)将分子筛与活性氧化铝按质量比1:5混合，并在140_160°C下复合活化后真空保存；
[0010]2)将活化后的复合吸附材料投入到含重金属的废水中，用氢氧化钠调节pH至5?7，搅拌反应，静置，过滤；
[0011]2)滤液直接排放，滤渣即吸附了重金属离子的复合吸附材料常温下干燥；
[0012]3)将吸附了重金属离子的复合吸附材料滤渣于饱和氯化钠溶液中浸泡、搅拌，过滤所得滤液为重金属浓缩液，滤渣用去离子水洗涤，得到解吸后的复合吸附材料；
[0013]4)将解吸后的复合吸附材料烘干得到再生的活性复合吸附材料，供废水处理循环利用；在重金属浓缩液中加入Na2S.9H20固体粉末，生成硫化物沉淀，回收重金属。
[0014]按上述方案，所述的分子筛为4A分子筛或13X分子筛。
[0015]按上述方案，所述的复合吸附材料的投加量为0.5?1.5g/L。
[0016]按上述方案，步骤1复合吸附材料投入到含重金属的废水中搅拌反应10?60min，静置10?30min。
[0017]按上述方案，所述的重金属为Pb2+、Cd2+、Cu2+、Ni2+等阳离子，浓度为20?400mg/L。
[0018]按上述方案，步骤3所述的饱和氯化钠溶液的用量为所述重金属废水体积的1/5，质量浓度为26.5%。
[0019]按上述方案，步骤4解吸后的复合吸附材料烘干温度为100?110°C，时间为2?3h。
[0020]本发明利用分子筛处理重金属废水及回收利用有益效果如下:
[0021]利用已工业化生产的4A分子筛和13X分子筛与活性氧化铝复合，活性氧化铝既可以增加分子筛的比表面积，还可以增加分子筛的强度和热稳定性，回收方便，减少分子筛粉末的流失。通过吸附一离子交换的作用，将废水中的重金属离子去除，投加量小，反应效率高，其饱和吸附容量达到200?500mg/g。
[0022]用饱和氯化钠溶液解吸后的分子筛能够再生，可循环利用，浓缩液经加入Na2S.9H20固体粉末生成硫化物沉淀，可回收重金属。
[0023]投资少，成本低，处理废水效率高，操作简便，无二次污染，可获推广应用。
【具体实施方式】
[0024]以下实施例进一步阐释本发明的技术内容，但不作为对本发明保护范围的限制。
[0025]实施例1:
[0026](1)在室温25°C下，以市售的4A分子筛与活性氧化铝在150°C下混合加热制作复合吸附材料，配制初始浓度为50mg/L的含Pb废水，调节废水初始pH值为5，分子筛投加量为0.5g/L，并充分混合，在六联搅拌器的作用下搅拌50分钟，搅拌速度200转/分，静置分层30min，处理后的废水铅离子浓度为2.47mg/L去除率为95.06%。
[0027](2)将回收的含铅复合吸附材料烘干保存，配制一定量的饱和氯化钠溶液，洗涤搅拌10-15min，最后用蒸馏水冲洗，采用少量多次的方式，饱和氯化钠溶液与重金属废水的体积比约为1:5。将回收的复合吸附材料置于干燥箱中100°C下烘干2-3h，冷却后得到活化后的4A分子筛和活性氧化铝复合吸附材料。
[0028](3)经过饱和氯化钠溶液解吸，浓缩液中铅离子浓度为235.6mg/L，浓缩倍数为4.7。二次利用的4A分子筛去除率92.3%，经过四次重复利用后的去除率为86.7%。
[0029]实施例2:
[0030]在室温25°C下，以市售的4A和13X分子筛与活性氧化铝在150°C下混合加热制作复合吸附材料，用0(1(:12配制初始浓度为100mg/L的含Cd废水，调节废水初始pH值为7，复合吸附材料的投加量为1.5g/L，并充分混合，在六联搅拌器的作用下搅拌50分钟，搅拌速度200转/分，静置分层30min，4A分子筛复合处理后的废水镉离子浓度为1.5mg/L，去除率达到98.5% ;13X分子筛复合处理后的废水镉离子浓度为1.2mg/L，去除率达到98.8%。
[0031]实施例3:
[0032]在室温下25°C下，以市售的13X分子筛与活性氧化铝在150°C下混合加热制作复合吸附材料，用氯化铬配制400mL浓度为20mg/L的含铬废水，调节废水初始pH值为5，复合吸附材料投加量为1.0g/L，并充分混合，在六联搅拌器的作用下搅拌50分钟，搅拌速度200转/分，静置分层30min，取上清液。复合吸附材料处理后的废水铬离子去除率达到了92.
[0033]实施例4:
[0034]在室温下25°C下，以市售的4A分子筛与活性氧化铝在150°C下混合加热制作复合吸附材料，用氯化铜配制400mL浓度为400mg/L的含铜废水，调节废水初始pH值为5，复合吸附材料投加量为1.5g/L，并充分混合，在六联搅拌器的作用下搅拌50分钟，搅拌速度200转/分，静置分层30min，取上清液。复合吸附材料处理后的废水铜离子去除率达到了96.
[0035]实施例5:
[0036]在室温下25°C下，以市售的4A分子筛和13X分子筛与活性氧化铝在150°C下混合加热制作复合吸附材料，用氯化铜配制400mL浓度为200mg/L的含铜废水，调节废水初始pH值为7，复合吸附材料投加量为1.5g/L，并充分混合，在六联搅拌器的作用下搅拌50分钟，搅拌速度200转/分，静置分层30min，取上清液。复合吸附材料处理后的废水铜离子去除率达到了 99.2%。
【主权项】
1.重金属废水回收利用方法，其特征在于包括以下步骤: 1)将分子筛与活性氧化铝按质量比1:5混合，并在140-160°c下复合活化后真空保存； 2)将活化后的复合吸附材料投入到含重金属的废水中，用氢氧化钠调节pH至5?7，搅拌反应，静置，过滤； 2)滤液直接排放，滤渣即吸附了重金属离子的复合吸附材料常温下干燥； 3)将吸附了重金属离子的复合吸附材料滤渣于饱和氯化钠溶液中浸泡、搅拌，过滤所得滤液为重金属浓缩液，滤渣用去离子水洗涤，得到解吸后的复合吸附材料； 4)将解吸后的复合吸附材料烘干得到再生的活性复合吸附材料，供废水处理循环利用；在重金属浓缩液中加入Na2S.9H20固体粉末，生成硫化物沉淀，回收重金属。2.如权利要求1所述重金属废水回收利用方法，其特征在于所述的分子筛为4A分子筛或13X分子筛。3.如权利要求1所述重金属废水回收利用方法，其特征在于所述的复合吸附材料的投加量为0.5?1.5g/L04.如权利要求1所述重金属废水回收利用方法，其特征在于步骤1复合吸附材料投入到含重金属的废水中搅拌反应10?60min，静置10?30min。5.如权利要求1所述重金属废水回收利用方法，其特征在于所述的重金属为Pb2+、Cd2+、Cu2+、Ni2+等阳离子，浓度为20?400mg/L。6.如权利要求1所述重金属废水回收利用方法，其特征在于步骤3所述的饱和氯化钠溶液的用量为所述重金属废水体积的1/5，质量浓度为26.5%。7.如权利要求1所述重金属废水回收利用方法，其特征在于步骤4解吸后的复合吸附材料烘干温度为100?110°C，时间为2?3h。
【专利摘要】本发明公开了一种重金属废水回收利用方法。将分子筛与活性氧化铝按质量比1:5混合，并在140-160℃下复合活化后真空保存；投入到含重金属的废水中，用氢氧化钠调节pH至5～7，搅拌反应；滤液直接排放；将吸附了重金属离子的复合吸附材料滤渣于饱和氯化钠溶液中浸泡、搅拌，过滤所得滤液为重金属浓缩液，滤渣用去离子水洗涤，得到解吸后的复合吸附材料；烘干得到再生的活性复合吸附材料循环利用；在重金属浓缩液中加入Na2S·9H2O回收重金属。利用已工业化生产的4A分子筛和13X分子筛与活性氧化铝复合，活性氧化铝既可以增加分子筛的比表面积，还可以增加分子筛的强度和热稳定性，回收方便，减少分子筛粉末的流失。
【IPC分类】B01J20/18, C02F1/28, B01J20/30, C02F101/20, C02F1/52, B01J20/16
【公开号】CN105289562
【申请号】CN201510785994
【发明人】石飞
【申请人】中国医药集团联合工程有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月16日