一种利用铁屑反应床处理复合重金属-EDTA络合废水的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用铁屑反应床处理复合重金属‑EDTA络合废水的方法，将处理后的废弃铁屑和处理后的标准砂以质量比2:1的比例混合均匀后填充、固定在柱形反应器中形成反应床，将复合重金属‑EDTA络合废水通过反应床以实现复合重金属‑EDTA络合废水中铜‑EDTA螯合离子和铬‑EDTA螯合离子的去除，其中铜‑EDTA螯合离子和铬‑EDTA螯合离子的去除率达到97%以上。本发明专利技术工艺简单且成本低廉，能够大批量去除废水中重金属‑EDTA螯合离子且性能优越。

A method of treating complex heavy metal-EDTA wastewater by iron scrap reactor

【技术实现步骤摘要】
一种利用铁屑反应床处理复合重金属-EDTA络合废水的方法
本专利技术属于水体中重金属污染物的处理
，具体涉及一种利用铁屑反应床处理复合重金属-EDTA络合废水的方法。
技术介绍
随着全球工业的快速发展，特别是在发展中国家，金属电镀、采矿、化肥、皮革制品、电池制造、造纸这些行业的迅速发展以及农药的大量使用，产生了越来越多的有毒重金属废水，这些废水直接或间接地排入水体中，造成水体环境的日益恶化，从而对人体健康造成了严重的危害。而EDTA作为金属螯合剂在许多工业过程（例如电镀、造纸等）中被大量使用，它与重金属离子具有很强的螯合能力，与各种重金属会形成大量的水溶性且十分稳定的重金属-EDTA络合物。所以这些工业排出的废水中通常含有大量的重金属-EDTA螯合离子（例如Cu(II)-EDTA、Ni(II)-EDTA、Cr(III)-EDTA、Cd(II)-EDTA、Zn(II)-EDTA），一般来说，络合重金属离子溶解度高，生物降解性差，并且在广泛的pH范围内特别稳定，导致传统的化学沉淀法对去除络合重金属是无效的。而且一旦含有重金属-EDTA络合物的废水排放到环境中，就会对水生环境造成持续污染，并会增加有毒物质向地下水和土壤系统的迁移。近几十年来，由于零价铁具有无毒、数量庞大、便宜、容易得到且处理成本低的优点，吸引了研究人员的大量关注，被广泛应用于处理废水中的重金属和多种有机污染物。并且，最近几年，已经有相关学者证明了Cu(II)-EDTA和Zn(II)-EDTA可以被零价铁去除。通常，EDTA络合重金属离子的去除效率主要取决于零价铁的反应性。近些年，纳米零价铁（NZVI）因其比表面积大、反应活性高而在水处理和环境修复方面日益受到重视。然而，NZVI的钝化和聚集限制了它的有效性及其实际应用。此外，将NZVI释放到环境中也可能会对生态系统产生不利影响。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供了一种利用铁屑反应床处理复合重金属-EDTA络合废水的方法，该方法中使用的铁屑是轻工业和化工行业加工过程的废料，其来源广泛且价廉易得，用它处理复合重金属-EDTA络合废水相当于“以废治废”，实现了工业加工废料铁屑的资源化利用，大大增加了铁屑的实用性和工程性。本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种利用铁屑反应床处理复合重金属-EDTA络合废水的方法，其特征在于具体步骤为：步骤S1：废弃铁屑的处理，将废弃铁屑用18目分样筛处理，然后将筛网截留的铁屑放在烧杯里用pH=3的稀硝酸进行清洗，超声浸泡1h以防止其上面的杂质影响络合重金属离子的去除，最后用去离子水洗至中性并用氮气吹干备用；步骤S2：标准砂的处理，将标准砂用18目分样筛处理，然后将筛网截留的标准砂放在烧杯里用pH=3的稀硝酸进行清洗，超声浸泡1h以防止其上面的杂质影响络合重金属离子的去除，最后用去离子水洗至中性并用氮气吹干备用；步骤S3：将步骤S1得到的铁屑和步骤S2得到的标准砂以质量比2:1的比例混合均匀后填充、固定在柱形反应器中形成反应床，将复合重金属-EDTA络合废水通过反应床以实现复合重金属-EDTA络合废水中铜-EDTA螯合离子和铬-EDTA螯合离子的去除，其中铜-EDTA螯合离子和铬-EDTA螯合离子的去除率达到97%以上。本专利技术通过利用废弃铁屑和标准砂的混合物形成一个铁屑反应床用来处理复合重金属-EDTA络合废水，其工艺简单且成本低廉，能够大批量去除废水中重金属-EDTA螯合离子，本专利技术将铁屑反应床应用于复合重金属-EDTA络合废水中重金属-EDTA螯合离子的处理中较为罕见，而且性能优越。附图说明图1是实施例中反应床的结构示意图；图2是实施例中反应床下口出水中重金属-EDTA螯合离子的去除效果图；图3是实施例中反应床上口出水中重金属-EDTA螯合离子的去除效果图。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本专利技术上述内容实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例将铁屑和标准砂分别用18目分样筛处理，将筛网截留的铁屑和标准砂分别放在烧杯里用稀硝酸进行清洗、浸泡大约一个小时左右，以防止其上面的杂质影响络合重金属离子的去除，最后用去离子水洗至中性并用氮气吹干备用。配制4L含有Cu(II)-EDTA、Zn(II)-EDTA、Ni(II)-EDTA、Cr(III)-EDTA和Cd(II)-EDTA浓度均为20ppm的水样。经计算称取适量的硝酸锌、硝酸镍、硝酸镉、硝酸铬、硝酸铜放入烧杯中溶解，按照EDTA与重金属离子摩尔比为1.5:1进行称取Na2EDTA放入烧杯中使其与重金属完全络合，用pH=3的稀硝酸溶液定容至1L的容量瓶中，超声10min使其混合均匀，倒入储备器中，然后向里边加入3LpH=3的稀硝酸溶液，用玻璃棒搅拌均匀备用。将柱形反应器用处理过的废弃铁屑和标准砂以质量比2:1的比例混合均匀后填充、固定形成反应床，然后让储备器中的模拟工业废水水样通过蠕动泵顺着反应床流动。图1为反应床的结构示意图。当水样由P2口流出时为0min开始计时，分别在0min、15min、30min、45min、60min、75min、90min、105min、120min、150min、180min、210min、240min、270min、300min、360min、420min、480min、540min时在反应床的P1口、P2口同时取样，然后将所取的水样稀释定容，用0.45μm的膜过滤后用ICP-MS仪器进行测定分析。图2和图3为复合重金属-EDTA络合废水中不同重金属-EDTA螯合离子的去除效果图，由图可知铁屑反应床对复合重金属-EDTA络合废水中的铜离子-EDTA螯合离子和铬离子-EDTA螯合离子的去除效果较好，去除率均达到了97%以上，而对锌离子-EDTA螯合离子、镍离子-EDTA螯合离子、镉离子-EDTA螯合离子的去除效果较差。以上实施例描述了本专利技术的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术原理的范围下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本专利技术保护的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用铁屑反应床处理复合重金属‑EDTA络合废水的方法，其特征在于具体步骤为：步骤S1：废弃铁屑的处理，将废弃铁屑用18目分样筛处理，然后将筛网截留的铁屑放在烧杯里用pH=3的稀硝酸进行清洗，超声浸泡1h以防止其上面的杂质影响络合重金属离子的去除，最后用去离子水洗至中性并用氮气吹干备用；步骤S2：标准砂的处理，将标准砂用18目分样筛处理，然后将筛网截留的标准砂放在烧杯里用pH=3的稀硝酸进行清洗，超声浸泡1h以防止其上面的杂质影响络合重金属离子的去除，最后用去离子水洗至中性并用氮气吹干备用；步骤S3：将步骤S1得到的铁屑和步骤S2得到的标准砂以质量比2:1的比例混合均匀后填充、固定在柱形反应器中形成反应床，将复合重金属‑EDTA络合废水通过反应床以实现复合重金属‑EDTA络合废水中铜‑EDTA螯合离子和铬‑EDTA螯合离子的去除，其中铜‑EDTA螯合离子和铬‑EDTA螯合离子的去除率均达到97%以上。

【技术特征摘要】
1.一种利用铁屑反应床处理复合重金属-EDTA络合废水的方法，其特征在于具体步骤为：步骤S1：废弃铁屑的处理，将废弃铁屑用18目分样筛处理，然后将筛网截留的铁屑放在烧杯里用pH=3的稀硝酸进行清洗，超声浸泡1h以防止其上面的杂质影响络合重金属离子的去除，最后用去离子水洗至中性并用氮气吹干备用；步骤S2：标准砂的处理，将标准砂用18目分样筛处理，然后将筛网截留的标准砂放在烧杯里用pH=3的稀硝酸进行清洗，超...

【专利技术属性】
技术研发人员：严晨芬，王春峰，张万鹏，曹若琳，魏明杰，吴娱帆，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南,41