申請日2010.04.29

　　公開(公告)日2011.11.09

　　IPC分類號C02F1/62

　　摘要

　　本發(fā)明主要研制了一種新型沉淀方法去除工業(yè)廢水中重金屬，在無機化合物溶度積常數(shù)的理論基礎(chǔ)上，即充分考慮重金屬碳酸鹽沉淀化合物Ksp值較小(約為10-10)的特性，采用等當(dāng)量加入10%Na2CO3溶液，使得廢水中重金屬，以Cu2+，Zn2+和Mn2+為例，經(jīng)反應(yīng)在短時間內(nèi)沉淀完全，再采取4層普通定性濾紙過濾，去除效果達(dá)到99%以上。達(dá)到國家重金屬廢水一級排放標(biāo)準(zhǔn)。加入Na2CO3前，若廢水為酸性(pH<4)，應(yīng)調(diào)節(jié)廢水至中性。經(jīng)查國內(nèi)外近10年以來文獻(xiàn)，表明本發(fā)明采用Na2CO3水溶液沉淀廢水中的重金屬形成中水尚屬首次。此方法具有成本低、原理簡單、可操作性強、簡便、快速和對人體基本無害的特點。

　　權(quán)利要求書

　　1.本發(fā)明的技術(shù)特征：根據(jù)重金屬碳酸鹽的溶度積常數(shù)值判斷，它們在水溶液中的溶解度相當(dāng)小，可以 沉淀下來。碳酸根離子與水中絕大多數(shù)重金屬離子生成難溶鹽沉淀。舉例如下：

　　Cu2++CO32-→CuCO3↓

　　Zn2++CO32-→ZnCO3↓

　　Mn2++CO32-→MnCO3↓等等

　　此外，CuCO3溶度積常數(shù)Ksp為1.4x10-10;ZnCO3溶度積常數(shù)Ksp為1.46x10-10;MnCO3溶度積常 數(shù)Ksp為2.24x10-11;PbCO3溶度積常數(shù)Ksp為3.3x10-14;CdCO3溶度積常數(shù)Ksp為1.0x10-12;Hg2CO3溶 度積常數(shù)Ksp為3.6x10-17;NiCO3溶度積常數(shù)Ksp為1.42x10-7;Ag2CO3溶度積常數(shù)Ksp為8.46x10-12。 在碳酸根離子適度過量情況下，這些對人體有害的重金屬離子沉淀反應(yīng)能夠向右進(jìn)行完全。

　　請求保護(hù)范圍：不得采取與本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)條件及其特征，即采用碳酸鹽溶液作為沉淀劑，用于去 除廢水中重金屬，以及用于廢水處理經(jīng)營活動。

　　說明書

　　采用化學(xué)沉淀劑碳酸鈉去除廢水中重金屬

　　技術(shù)領(lǐng)域：重金屬廢水處理

　　背景技術(shù)：

　　自二十世紀(jì)90年代以來，國內(nèi)外從事廢水處理的研究人員大多采用化學(xué)法、膜分離技術(shù)、生物吸附 和纖維或納米材料吸附法，或采用沸石等離子交換方法去除工業(yè)廢水中的重金屬。由于普遍存在去除效果 和運營成本諸多原因，因此有關(guān)重金屬水污染治理尚未完全解決。在我國，重金屬水污染主要來自企業(yè)生 產(chǎn)環(huán)節(jié)，例如電鍍廠洗滌用水，有色金屬企業(yè)深加工和鋼鐵廠。例如，Cu2+大多來自染料和顏料工業(yè)，還 有電鍍工業(yè)。如果人體誤食大量Cu2+，會引起急性腎功能衰竭。我國含銅廢水允許排放一級標(biāo)準(zhǔn)是 0.5mg/L(總共三級)。過量Zn2+鹽會使蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀，能夠灼燒和腐蝕皮膚。我國含鋅廢水允 許排放一級標(biāo)準(zhǔn)是2.0mg/L(總共三級)。它們是經(jīng)常會對環(huán)境產(chǎn)生污染的元素。含Mn2+廢水主 要來自合成脂肪酸工業(yè)和化肥施用等。如果Mn2+超標(biāo)將引起慢性錳中毒，會發(fā)生神經(jīng)衰弱綜合征 和神經(jīng)功能障礙。我國含錳廢水允許排放一級標(biāo)準(zhǔn)是2.0mg/L(總共三級)。國外根據(jù)最新的水處 理技術(shù)，制訂了不同的排放標(biāo)準(zhǔn)，例如美國廢水中Pb2+排放標(biāo)準(zhǔn)為100μg/L;Ag+排放標(biāo)準(zhǔn)為 5μg/L;Cu2+排放標(biāo)準(zhǔn)為20μg/L;Zn2+排放標(biāo)準(zhǔn)為1mg/L;Mn2+排放標(biāo)準(zhǔn)為1mg/L等。英國廢 水中Cu2+排放標(biāo)準(zhǔn)為0.75mg/L，Zn2+為0.75mg/L。

　　經(jīng)查國內(nèi)外近10年以來文獻(xiàn)，表明本發(fā)明采用飽和Na2CO3水溶液沉淀廢水中的重金屬，形成中水尚 屬首次。此方法具有經(jīng)濟(jì)上價格低廉、簡便、快速、環(huán)保、對人體危害少的優(yōu)點。

　　發(fā)明內(nèi)容：

　　(1)試劑和裝置：10%Na2CO3水溶液;漏斗;濾紙

　　(2)適用條件：pH>4弱酸性和中性包括堿性重金屬廢水

　　(3)原理：根據(jù)重金屬碳酸鹽的溶度積常數(shù)值判斷，它們在水溶液中的溶解度相當(dāng)小，可 以沉淀下來。反應(yīng)原理是：碳酸根離子與水中絕大多數(shù)重金屬離子生成難溶鹽沉淀。舉例如下：

　　Cu2++CO32-→CuCO3↓

　　Zn2++CO32-→ZnCO3↓

　　Mn2++CO32-→MnCO3↓等等

　　文獻(xiàn)中列出的CuCO3溶度積常數(shù)Ksp為1.4×10-10;ZnCO3溶度積常數(shù)Ksp為1.46×10-10;MnCO3溶 度積常數(shù)Ksp為9×10-11;PbCO3溶度積常數(shù)Ksp為3.3×10-14;CdCO3溶度積常數(shù)Ksp為1.0×10-12;Hg2CO3溶度積常數(shù)Ksp為3.6×10-17;NiCO3溶度積常數(shù)Ksp為1.42×10-7;Ag2CO3溶度積常數(shù)Ksp為8.46×10-12。 在碳酸根離子適度過量情況下，對人體有害的重金屬離子沉淀反應(yīng)能夠向右進(jìn)行完全。經(jīng)過濾，重金屬去 除效果高于99.5%。具有很好的凈化效果。實驗結(jié)果能達(dá)到我國和基本達(dá)到美國重金屬廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。