申請日2016.05.06

　　公開(公告)日2016.08.24

　　IPC分類號C02F9/14

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種電子產(chǎn)品制造及冶金過程中含鉈廢水的深度處理方法。本發(fā)明方法用于處理初始含鉈量為1.6mg/L以下的廢水，具體步驟如下：1)、向電子產(chǎn)品制造及冶金過程產(chǎn)生的含鉈廢水中投加生物制劑，反應(yīng)15~30min后靜置;2)、投加化學(xué)混凝沉淀劑，過程中用堿調(diào)節(jié)pH10~12，反應(yīng)15~30min后過濾;3)、向步驟2)所得濾液中加入混凝吸附劑，攪拌反應(yīng)15~30min后過濾，即可得到達標排放的含鉈廢水。本發(fā)明方法也可同步處理含鉈廢水中含有的其它重金屬離子。本發(fā)明可在現(xiàn)有設(shè)施上改造進行，可節(jié)約大量投資成本，工藝簡單，運行穩(wěn)定，工業(yè)化應(yīng)用前景廣闊。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種電子產(chǎn)品制造及冶金過程中含鉈廢水的深度處理方法，其特征在于，該方法用于處理初始含鉈量為1.6mg/L以下的廢水，具體步驟如下：

　　(1)生物制劑預(yù)處理：向電子產(chǎn)品制造及冶金過程產(chǎn)生的含鉈廢水中投加生物制劑，反應(yīng)15~30min后靜置，得到混合溶液;其中，所述生物制劑通過如下步驟制備得到：

　�、� 配制9K液體培養(yǎng)基，按5Vol%~10Vol%的接種量接入嗜酸氧化亞鐵硫桿菌，于25~35℃，125~130r/min條件下，搖床培養(yǎng)4~6d;

　�、� 按固液質(zhì)量體積比為1：4~1：6 g/ml向菌液中加入FeSO4·7H2O或Fe2(SO4)3，攪拌后靜置，直接獲得懸浮液型制劑，或者進一步加工得到固體制劑;

　　(2)化學(xué)混凝沉淀劑處理：向步驟(1)得到的混合溶液中投加化學(xué)混凝沉淀劑，過程中用堿調(diào)節(jié)體系pH值在10~12之間，反應(yīng)15~30min后過濾;

　　(3)混凝吸附處理：向步驟(2)所得濾液中加入混凝吸附劑，攪拌15~30min后過濾，得到含鉈量在0.005mg/L以下的出水。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度處理方法，其特征在于，步驟(1)中，生物制劑是固體制劑時，步驟②靜置后還包括將懸浮液過濾、將濾渣烘干的步驟。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度處理方法，其特征在于，步驟(1)中，生物制劑為懸浮液制劑時，其投加量與含鉈廢水處理量的體積比為1：40~1：60。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度處理方法，其特征在于，步驟(2)中，所述的化學(xué)混凝沉淀劑由聚合氯化鋁和無機鐵鹽組成。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的深度處理方法，其特征在于，所述聚合氯化鋁和無機鐵鹽的質(zhì)量比為1:1。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的深度處理方法，其特征在于，所述無機鐵鹽包括硫化亞鐵、硫酸亞鐵、硫酸鐵中的一種或多種。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度處理方法，其特征在于，步驟(2)中，所述的化學(xué)混凝沉淀劑與含鉈廢水的質(zhì)量體積比為1：180~1：220g/ml。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度處理方法，其特征在于，步驟(3)中，所述的混凝吸附劑選自聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺、活性炭或分子篩中的兩種或三種。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度處理方法，其特征在于，步驟(3)中，所述的混凝吸附劑與含鉈廢水的質(zhì)量體積比為1：300~1：350g/ml。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度處理方法，其特征在于，步驟(3)中，所述混凝吸附處理后過濾，所得濾液的pH值為6~8。

　　說明書

　　一種電子產(chǎn)品制造及冶金過程中含鉈廢水的深度處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于重金屬離子廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電子產(chǎn)品制造及冶金過程中含鉈廢水的深度處理方法。

　　背景技術(shù)

　　由于鉈元素具有優(yōu)異的化學(xué)性能，人們對鉈元素及其化合物的需求越來越大，并將其廣泛用于高端電子產(chǎn)品制造中，因此電子產(chǎn)品制造及含鉈礦石冶金過程中都會產(chǎn)生含鉈廢水。

　　鉈(Tl)是一種劇毒高危元素，具有蓄積性，其中Tl3+的毒性比Tl+強5萬倍，對人的致死量為10~15mg/L。目前，全世界每年由于工業(yè)生產(chǎn)而排放的鉈量約為2000~5000噸，由此帶來了一系列危害環(huán)境及人體健康問題。在地方標準中，湖南省頒布了《湖南省工業(yè)廢水鉈污染物排放標準(DB43/968-2014)》，并規(guī)定鉈濃度排放限值為0.005mg/L。但多數(shù)污水廠現(xiàn)有的處理工藝只能把鉈降低到小于5mg/L，再進一步降低廢水中鉈濃度需采用新工藝進行深度處理。

　　目前，針對含鉈廢水的處理方法主要有以下幾種：

　　(1)化學(xué)氧化沉淀法：即采用預(yù)先加入氧化劑的方法，將含鉈廢水中的Tl+氧化成Tl3+，再加入堿性物質(zhì)，調(diào)節(jié)溶液pH值，使之形成含鉈沉淀物，最終達到去除鉈的目的。該種方法存在化學(xué)試劑消耗量大、鉈去除不徹底的缺點。

　　(2)物理法：如美國環(huán)保局推薦使用活性鋁凈化法，結(jié)合離子交換法來處理低濃度含鉈廢水(<0.01mg/L)，可使含鉈廢水終濃度降至0.002mg/L。該方法有其局限性，只能處理低濃度含鉈廢水，且處理成本高。

　　(3)生物法：通過篩選鉈耐受性菌株處理含鉈廢水，達到去除含鉈廢水中鉈的目的。有研究表明，利用鉈耐受性菌株絮凝含鉈礦山廢水，在pH=8，溫度為16℃，攪拌時間為4min條件下，鉈的去除率最高達到70.8%。該方法較為明顯的缺點是能耐受高濃度鉈的菌株不容易篩選，限制了其大規(guī)模的應(yīng)用，且篩選周期較長。

　　(4)生物化學(xué)法：中國專利CN201410001046公開了一種采用生物脫鉈劑與化學(xué)脫鉈劑協(xié)同處理工藝，即利用化學(xué)脫鉈劑對鉈的預(yù)脫除及生物脫鉈劑多基團的協(xié)同作用，使處理后鉈濃度達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)的限值。該方法的缺點為生物脫鉈劑的制備過程較為繁瑣，且使用的化學(xué)試劑較多，給后續(xù)處理過程帶來麻煩。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種采用生物制劑預(yù)處理和化學(xué)絮凝沉淀——吸附處理二級反應(yīng)工藝對電子產(chǎn)品制造及冶金過程中含鉈廢水進行深度處理，其原理是生物制劑具有較強的氧化能力，其次是菌劑中的含鐵礦物具有吸附重金屬的能力。本發(fā)明的深度處理方法是針對工廠現(xiàn)有含鉈廢水處理工藝的延伸，在節(jié)約投資成本的同時，其處理成本較低、處理效果良好，可使初始含鉈濃度為1.6mg/L的廢水短時間內(nèi)降至0.005mg/L以下，廢水中含有的其它重金屬離子也能夠高效去除。

　　本發(fā)明技術(shù)方案具體介紹如下。

　　本發(fā)明提供一種電子產(chǎn)品制造及冶金過程中含鉈廢水的深度處理方法，該方法用于處理初始含鉈量為1.6mg/L以下的廢水，具體步驟如下：

　　(1)生物制劑預(yù)處理：向電子產(chǎn)品制造及冶金過程產(chǎn)生的含鉈廢水中投加生物制劑，反應(yīng)15~30min后靜置，得到混合溶液;其中：所述生物制劑通過如下步驟制備得到：

　�、� 配制9K液體培養(yǎng)基，按5Vol%~10Vol%的接種量接入嗜酸氧化亞鐵硫桿菌，于25-35 ℃，125~130 r/min條件下，搖床培養(yǎng)4~6 d;

　�、� 按固液質(zhì)量體積比為1：4~1：6 g/ml向菌液中加入FeSO4·7H2O或Fe2(SO4)3，攪拌后靜置，直接獲得懸浮液型制劑，或者進一步加工得到固體制劑;

　　(2)化學(xué)混凝沉淀劑處理：向步驟(1)得到的混合溶液中投加化學(xué)混凝沉淀劑，過程中用堿調(diào)節(jié)體系pH值在10~12之間，反應(yīng)15~30min后過濾;

　　(3)混凝吸附處理：向步驟(2)所得濾液中加入混凝吸附劑，攪拌15~30min后過濾，得到含鉈量在0.005mg/L以下的出水。

　　上述步驟(1)中，生物制劑是固體制劑時，步驟②靜置后還包括將懸浮液過濾、將濾渣烘干的步驟。

　　上述步驟(1)中，生物制劑為懸浮液制劑時，其投加量與含鉈廢水處理量的體積比為1：40~1：60。

　　上述步驟(2)中，所述的化學(xué)混凝沉淀劑由聚合氯化鋁和無機鐵鹽組成。優(yōu)選的，

　　所述聚合氯化鋁和無機鐵鹽的質(zhì)量比為1:1。優(yōu)選的，所述無機鐵鹽包括硫化亞鐵、硫酸亞鐵、硫酸鐵中的一種或多種。

　　上述步驟(2)中，所述的化學(xué)混凝沉淀劑與含鉈廢水的質(zhì)量體積比為1：180~1：220g/ml。

　　上述步驟(3)中，所述的混凝吸附劑選自聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺、活性炭或分子篩中任意兩種或三種。優(yōu)選的，所述的混凝吸附劑與含鉈廢水的質(zhì)量體積比為1：300~1：350g/ml。

　　上述步驟(3)中，所述混凝吸附處理后，由于所加生物制劑中鐵鹽發(fā)生水解，且未調(diào)pH，導(dǎo)致溶液中H+濃度增加，過濾后所得濾液的pH值為6~8，濾液性質(zhì)穩(wěn)定。

　　本發(fā)明采用生物制劑預(yù)處理和化學(xué)絮凝沉淀——吸附處理二級反應(yīng)工藝。所謂二級反應(yīng)是依據(jù)本發(fā)明針對含鉈廢水處理實際所需沉淀次數(shù)決定的。利用生物制劑胞外聚合物及官能團的氧化、絡(luò)合作用和化學(xué)絮凝沉淀劑將含鉈廢水中含有的Tl+氧化成Tl3+，并且將溶液中游離的三價鉈絡(luò)合到生物制劑周邊，在化學(xué)絮凝沉淀劑作用下，以沉淀的方式讓一部分鉈離子從溶液中脫離出來;為了較為徹底的去除溶液中剩余的鉈離子，采用混凝吸附的方式最終除去電子產(chǎn)品制造及冶金過程中含鉈廢水中的鉈離子。

　　本發(fā)明的有益效果在于：

　　1. 該工藝可在現(xiàn)有設(shè)施上改造進行，可節(jié)約大量投資成本，工藝簡單，運行穩(wěn)定，工業(yè)化應(yīng)用前景廣闊;

　　2. 對于初始含鉈量為1.6mg/L以下的含鉈廢水，采用該方法可在短時間內(nèi)使廢水中含鉈量降至0.005mg/L以下，穩(wěn)定達到現(xiàn)有針對工業(yè)廢水排放的地方標準(DB43/968-2014)限值;

　　3. 在脫除工業(yè)廢水中鉈的同時，可同步去除廢水中其它重金屬，如Cu、Cd、Fe等;

　　4. 采用生物制劑預(yù)處理和化學(xué)絮凝沉淀——吸附處理二級反應(yīng)工藝，處理成本廉價，按目前的市場價格，處理成本僅為0.26~0.38元/噸，可實現(xiàn)出水水質(zhì)穩(wěn)定達標排放。