一种含重金属离子废水的处理方法技术

一种处理含铬离子废水的方法，利用具有磁性的微粒吸附废水中的重金属离子，该微粒含有四氧化三铁，含有四氧化三铁的微粒吸附废水中的六价铬离子或者三价铬离子，含有四氧化三铁的微粒与废水中的六价铬离子或与它的还原体三价铬离子之间形成不溶于水的复合体；含有四氧化三铁的微粒吸附铬离子的容量是通过分步还原反应达到逐步扩增，直到饱和；再通过氧化反应分离微磁粒和吸附的铬离子。含有四氧化三铁的微粒能有效地吸附废水的有毒的重金属的离子，并能回收重金属，从而能有效地处理废水，保护环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及废水处理领域，尤其是关于处理废水中重金属离子的方法。
技术介绍
金属铬是一种有害重金属，尤其六价铬最毒。含铬废水是一种对环境具有巨大危害的工业废水，含铬废水主要来源于冶炼、电镀，机械加工和皮革加工业。长期以来，治理铬污染一直为全世界所瞩目，各国为此投入人力物力进行广泛的研究，并取得一定的研究成果和专利技术专利。到目前为止，用于治理六价铬废水的方法主要以化学法为主，其过程包括：用还原剂如氯化亚铁、硫酸亚铁等将其还原为三价铬然后用碱与三价铬反应使其生成氢氧化铬沉淀，从而将其从废水中除去。近来广泛应用的铁氧体共沉淀法其实也属于这一范畴。这种方法虽然能有效去除六价铬，但过程耗时长，设施占地大，同时产生大量污泥，容易造成二次污染。除化学法外，还有其它一些技术相继应用于含铬废水处理，这些包括：电解法、吸附法、离子交换法、膜分离法，虽然这些技术对处理金属铬废水各自都具有一定的优点，但仍存在成本过高或可靠性不够等缺点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种无毒、成本低的废水处理方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含重金属离子废水的处理方法，利用具有磁性的微粒吸附废水中的重金属离子，该微粒化学成分为四氧化三铁。所述的含有四氧化三铁的微粒吸附废水中的六价铬离子或者三价铬离子。具体地说，所述的含有四氧化三铁的微粒与废水中的六价铬离子或与它的还原体三价铬离子之间形成不溶于水的复合体。所述的四氧化三铁由氯化铁、氯化亚铁和氢氧化钠合成所获得。一种含重金属离子废水的处理方法，核心内容就是，含有四氧化三铁的微粒吸附铬离子的容量是通过分步还原反应达到逐步扩增，直到饱和；再通过氧化反应分离微磁粒和吸附的铬离子。-->还原反应是指微磁粒四氧化三铁获得电子的过程。还原反应过程是指：按比率将还原剂溶液与回收的已吸附铬离子的微磁粒浆泥混合均匀，调节PH至碱性，常温条件下反应，通过磁场吸附微磁粒浆泥，去掉含还原剂的液体，水洗。具体地说，就是按1∶1比率将还原剂溶液与回收的已吸附六价铬离子的微磁粒浆泥混合均匀，用氢氧化钠将pH值调至8.0以上，在常温条件下反应1小时。通过磁场吸附微磁粒浆泥，去掉含还原剂的液体，水洗两次即可。氧化反应是指四氧化三铁-金属铬复合体失去电子的过程。氧化分离过程是指：按比率将氧化剂与回收的已吸附六价铬离子的微磁粒浆泥混合均匀，调节PH至碱性，常温下反应，通过真空抽滤使其固液分离，用洗液洗涤数次直至无发现六价铬的痕量。具体地说，就是按1∶1.5的比率将氧化剂与回收的已吸附六价铬的微磁粒浆泥混合均匀，用氢氧化钠将pH值调至10.0，在常温下反应20分钟，通过真空抽滤使其固液分离，用1∶1体积的洗液洗涤数次直至无发现六价铬的痕量。还原剂是浓度为1.3％的二氧化硫脲水溶液。还原剂还可以是焦亚硫酸钠，次亚硫酸钠，亚磺酸和次亚硫酸氢钠。氧化剂是10％过氧化氢。氧化剂还可以是臭氧，氯气，二氧化氯和次氯酸盐。反应后洗涤的洗液是含0.04％氢氧化钠和1％过氧化氢的溶液，该溶液的pH＝9.0。氧化反应直接用于六价铬和微粒的回收。通过氧化反应回收的微粒可以循环使用。本专利技术的有益效果是，通过这个微粒能有效地吸附废水的有毒的重金属的离子，将重金属回收，从而能有效地处理废水，保护环境。附图说明图1是微磁粒重复吸附六价铬的动态变化；图2是微磁粒重复吸附六价铬的初始饱和量和最大饱和量。具体实施方式-->本实施方式废水的处理是利用含有四氧化三铁(Fe3O4)的微磁粒吸附废水中的重金属离子，特别是废水中的铬(Cr)离子。含有四氧化三铁(Fe3O4)的微磁粒吸附废水中的六价铬(Cr6+)离子或者三价铬(Cr3+)离子是通过四氧化三铁(Fe3O4)微粒与废水中的六价铬(Cr6+)离子或与它的还原体三价铬(Cr3+)离子之间形成不溶于水的复合体来实现的。四氧化三铁(Fe3O4)由氯化铁(FeCl3)、氯化亚铁(FeCl2)和氢氧化钠(NaOH)合成而得到。本实施方式废水的处理方法，是利用含有四氧化三铁(Fe3O4)的微粒吸附铬(Cr)离子，其吸附的容量是可以通过分步还原反应达到逐步扩增，直到饱和：即当含有四氧化三铁(Fe3O4)的微磁粒吸附六价铬(Cr6+)离子达到饱和状态时，其本身不能进一步吸附铬(Cr)离子，但是将处于这种状态的含有四氧化三铁(Fe3O4)微磁粒经过与还原剂二氧化硫脲(CH4N2O2S)反应后能恢复初始的吸附状态，当吸附容量接近接近初始的饱和容量，再重复以上的过程，且这样的过程可重复3-4次，使最后的吸附总量达到第一次的4-5倍。在这样的还原反应过程中并无重金属离子脱出，说明每次由还原剂的处理过程就是一次吸附扩容过程，使最终的饱和吸附容量增大至原来的4-5倍。因为四氧化三铁(Fe3O4)晶体中含有三价铁(Fe3+)和二价铁(Fe2+)，个数比为2∶1。起着吸附重金属作用的成分是二价铁(Fe2+)。其吸附过程是二价铁(Fe2+)先将废水中的六价铬(Cr6+)离子还原，从而在二价铁(Fe2+)的表面形成络合物或其它形式的复合物，当二价铁(Fe2+)表面有效空间被占满后，微磁粒吸附剂达到暂时性或阶段性饱和状态；当用还原剂二氧化硫脲(CH4N2O2S)与其反应时，四氧化三铁(Fe3O4)微磁粒中的部分三价铁(Fe3+)被还原为二价铁(Fe2+)，从而又提供新的吸附空间。由于四氧化三铁(Fe3O4)结构需要一定的三价铁(Fe3+)和二价铁(Fe2+)比例来维系其结构的稳定性，因此一次还原反应不可能将大部分或全部的三价铁(Fe3+)还原为二价铁(Fe2+)，所以需要经过几次反复的还原反应.吸附过程才能达到最终的饱和状态。在用还原剂还原含有四氧化三铁(Fe3O4)微磁粒的过程中，二氧化硫脲(CH4N2O2S)是一种理想的还原剂，二氧化硫脲(CH4N2O2S)安全无毒，在常温下表现稳定，用量少，反应快，效果好，费用低；其它一些还原剂如焦亚硫酸钠(Na2S2O5)，次亚硫酸钠(Na2S2O4)，亚磺酸(CH2＝CH-SO3H)，-->次亚硫酸氢钠(NaHS2O4)也能用于上述的还原反应。当含有四氧化三铁(Fe3O4)微磁粒吸附废水中的铬(Cr)离子达到完全饱和状态后，再通过氧化反应分离含有四氧化三铁(Fe3O4)微磁粒和吸附的铬(Cr)离子，在氧化反应中原来经还原而被吸附在四氧化三铁(Fe3O4)微磁粒表面的金属铬(Cr)被氧化，原来形成的络合物或复合物被打破从而让金属铬(Cr)重新解离出来。在氧化反应分离含有四氧化三铁(Fe3O4)微磁粒和吸附的铬(Cr)离子的过程中，过氧化氢(H2O2)是一种理想的氧化剂，过氧化氢(H2O2)安全无毒，用量少，反应快，效果好，费用低；其它一些氧化剂如臭氧(O3)，氯气(Cl2)，二氧化氯(ClO2)和次氯酸盐(XClOn)也能用于上述的氧化反应。含有四氧化三铁(Fe3O4)微磁粒吸附剂能经受多次循环洗脱和吸附，在每个循环中，伴随着还原反应过程，含有四氧化三铁(Fe3O4)微磁粒能多次重复使用，直到达到最后的吸附饱和。使用这一技术既可有效去除废水中的金属铬、又不产生污泥、不会造成二次污染、同时还能从废水中回收金属铬。一种具体的处理方式，如下：还原反应过程，是指含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含重金属离子废水的处理方法，其特征在于：利用具有磁性的微粒吸附废水中的重金属离子，该微粒含有四氧化三铁。

【技术特征摘要】
1.一种含重金属离子废水的处理方法，其特征在于：利用具有磁性的微粒吸附废水中的重金属离子，该微粒含有四氧化三铁。2.根据权利要求1所述的含重金属离子废水的处理方法，其特征在于：所述的含有四氧化三铁的微粒吸附废水中的六价铬离子或者三价铬离子。3.根据权利要求2所述的含重金属离子废水的处理方法，其特征在于：所述的含有四氧化三铁的微粒与废水中的六价铬离子或与它的还原体三价铬离子之间形成不溶于水的复合体。4.根据权利要求1-3所述的含重金属离子废水的处理方法，其特征在于：所述的四氧化三铁由氯化铁、氯化亚铁和氢氧化钠合成。5.一种含重金属离子废水的处理方法，其特征在于：含有四氧化三铁的微粒吸附铬离子的容量是通过分步还原反应达到逐步扩增，直到饱和；再通过氧化反应分离微磁粒和吸附的铬离子。6.根据权利要求5所述的含重金属离子废水的处理方法，其特征在于：还原反应是指微磁粒四氧化三铁获得电子的过程。7.根据权利要求6所述的含重金属离子废水的处理方法，其特征在于：还原过程是指：按比率将还原剂溶液与回收的已吸附铬离子的微磁粒浆泥混合均匀，调节PH至碱性，常温条件下反应，通过磁场吸附微磁粒浆泥，去掉含还原剂的液体，水洗。8.根据权利要求7所述的含重金属离子废水的处理方法，其特征在于：还原过程是，按1∶1比率将还原剂溶液与回收的已吸附六价铬离子的微磁粒浆泥混合均匀，用氢氧化钠将pH值调至8.0以上，在常温条件下反应1小时。通过磁场吸附微磁粒浆泥，去掉含还原剂的液体，水洗两次即可。9.根据权利要求5所述的含重金属离子废水的处理方法，其特征在于：氧化反应是指四氧化三铁-金属铬复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡亲荫，钟勇，
申请(专利权)人：比奥生物科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]