一种应急无损修复重金属污染水体的方法技术

本发明专利技术公开了一种应急无损修复重金属污染水体的方法，将菱镁矿细粉与磁性粉末混合，然后用高分子絮凝剂絮凝或团聚，絮凝或团聚成的絮凝体用交联剂进行轻度交联稳定，得到轻度交联絮凝体，将此轻度交联絮凝体用无纺布复合，得到菱镁矿飘带模块，将石膏矿用无纺布包裹得到石膏矿模块，将菱镁矿飘带模块和石膏矿模块共同投入水体中。与现有技术相比，本发明专利技术的独特优势在于处理过程中ｐＨ稳定在５－９之间，无水中悬浮物污染、无二次污染，处理后游离态重金属离子如Ｐｂ↑［２＋］达到饮用水标准，Ｃｄ↑［２＋］低于０．１ｍｇ／ｌ，并可降低Ｃｕ↑［２＋］、Ｈｇ↑［２＋］、Ｍｎ↑［２＋］、Ｃｒ↑［３＋］浓度，对水体中处于被悬浮物吸附状态的重金属离子同样具备较好的捕捉能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水体修复领域，具体是一种应急无损修复重金属污染水体 的方法。
技术介绍
水域重金属污染是我国乃至其他工业国家突出的环保问题，其特点是在水体中，重金属少量以游离态存在于水中，大部分被水体悬浮物吸附；水 域重金属突发泄露污染事件处理更是目前的难点。目前传统概念的应急修 复技术是在水体中投加石灰或氢氧化镁使游离态重金属沉淀。例如郑荣光 等.氢氧化镁处理含铅废水的研究.无机盐工业，2000， 32 (1): 26-27.此类方 法的实质是将游离态重金属转化为污染较轻微的沉淀状态，在处理过程中 水中悬浮物(SS)严重超标，有时还伴随超过水生生物容许的PH范围(5-10)， 往往造成大量生物死亡；处理后沉淀物难以捕捉，大量进入水体底泥中造 成底泥重金属富集，使底栖生物难以生存，还可能因水流、氧化还原、PH 变化等化学因素重新转入7K体中再次污染，并不能达到水域无损修复目的。 现有另外体系修复技术如沸石吸附法、巯基纤维和植物吸附等吸附处理重 金属污染水体，虽然不存在上述水中悬浮物及二次污染问题，但明显缺陷 是处理速度很慢(一般需数天至数月)，不能起到应急修复作用，且处理 后重金属含量难以达到合格标准(一般均在工业水排放标准附近变动)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种廉价、生物无损、快速、无二次污染的应急 无损修复重金属污染水体的方法。本专利技术的技术方案是这样的 一种应急无损修复重金属污染水体的方 法，通过如下方案实现将100重量份的菱镁矿细粉用0. 01-5重量份的高 分子絮凝剂絮凝或团聚，絮凝或团聚成的絮凝体用0.001-1重量份的交联 剂进行轻度交联稳定，得到轻度交联絮凝体，将此轻度交联絮凝体用无纺 布复合，得到菱镁矿飘带模块，将此菱镁矿飘带模块放入需修复的水体中； 将石膏矿块或粉末包裹后得到石膏矿模块，将此石膏矿模块置于需修复的 水体中或水底；通过菱镁矿飘带模块和石膏矿模块共同作用，将水中的重 金属离子、Ca"和吸附重金属离子的其他悬浮物一起吸附共沉淀到菱镁矿飘 带模块上，为菱镁矿飘带模块中的轻度交联絮凝体和无纺布所捕捉容纳。上述吸附有重金属离子、Ca"和吸附重金属离子的其他悬浮物的菱镁矿 飘带模块通过网捕进行收集处理。上述菱镁矿细粉先与0-50重量份的磁性粉末进行混合后再用上述高分 子絮凝剂絮凝或团聚。上述吸附有重金属离子、Ca"和吸附重金属离子的其他悬浮物的菱镁矿 飘带;^莫块通过网捕或;兹场捕捉进行收集处理。上述高分子絮凝剂为聚丙烯酰铵、天然高分子絮凝剂、二氰胺-甲醛 聚合物中的 一种或多种的混合物。上述高分子絮凝剂为聚丙烯酰铵、天然高分子絮凝剂、二氰胺-曱醛 聚合物中的 一种的衍生物或其中的多种的衍生物的混合物。上述交联剂为Ar、 Fe3+、 Ti3+、 Ti4+、 Zr4+、硼酸中的一种或A广、Fe3+、 Ti3+、 Ti4+、 Zr4+、硼酸中的一种的书f生物。采用上述方案后，本专利技术基于吸附共沉淀机理，采取石膏矿/菱镁矿组 合飘带模块应急无损修复重金属(主要是针对Pb2+)污染水体，可在短时间内 (一般在0. 5-6小时)使水体中Pt)2+下降到饮用水标准需求的含量，其余多数 重金属离子含量大幅度降低，适用于静止水体、河流和海水水体修复。处 理后菱镁矿飘带模块可用磁场捕捉或网捕。与现有技术相比，本专利技术的独特优势在于处理过程中PH稳定在5-9之间，无水中悬浮物污染、无二次污 染，处理后游离态重金属离子如Pb2+达到饮用水标准,Cd"氐于0. lmg/1， 并可降低Cu"、 Hg2+、 Mn2+、 C,浓度，对水体中处于被悬浮物吸附状态的重 金属离子同样具备较好的捕捉能力。具体实施方式本专利技术，实施例一为河口水 体修复中试在25L河口水(PH值6. 5，水中悬浮物值1. 3g/1，属低盐度水)加入 硝酸铅，使之含2mg/l铅离子，搅拌使水流速度约0. 05m/s为中试对象。以il宁海城菱4美矿细粉(全部过300目篩)100克，在容器中与20克 0. 5%聚丙烯酰胺水溶液混合，生成的絮凝体用0. 5克1%硫酸铝浸润10秒交 联后，得到轻度交联聚丙烯酰胺絮凝体，将轻度交联聚丙烯酰胺絮凝体用 网孔较疏松的无纺布包裹成飘带，挂入河口水中作为菱4美矿飘带模块，同 时将IOO克石膏粉用无纺布包裹后投入水底作为石膏矿模块，1小时后用双 硫腙法测得水中Pb"浓度为0. 038mg/l，水中悬浮物值降至0. 2g/l, PH7. 5, 菱镁矿飘带模块表面富集大量灰黑色泥状絮凝物，分析测试结果显示轻度 交联聚丙烯酰胺絮凝体团聚了大量铅化合物和碳酸钓。如石膏粉不经包裹 直接投入水中，虽对重金属处理效果无影响但轻微增加了水中悬浮物(SS) 数量，也属于本专利技术方法的一种较差的引申。本实施例中，聚丙烯酰胺可用聚丙烯酰胺的衍生物、天然高分子絮凝 剂、二氰胺-曱醛聚合物、天然高分子絮凝剂的衍生物、二氰胺-甲醛聚 合物的衍生物中的一种或多种的混合物直接替代；硫酸铝可用Fe3+、 Ti3+、 Ti4+、 Zr4+、硼酸中的一种或Fe3+、 Ti3+、 Ti4+、 Zr4+、硼酸中的一种的衍生物 直接替代。石膏粉主要是提供Ca、对水体无害，无需限定用量， 一般用100 克或以上，上到无限。本专利技术，实施例二为海水水体修复中试25L海水(PH值6， SS值0.9g/1,高盐度水)加入硫酸铅固体10g放 置1天后过滤，得到游离铅含量约2mg/1的铅污染海水，在该海水中加入 硝酸镉和氯化铬使Cd2+离子含量约为2mg/1， Cr3+离子含量约为2mg/1，搅拌 使水流速度约0. 1m/s为中试对象。以辽宁海城菱镁矿细粉(全部过400目筛)100克，褐铁矿还原而得的 多孔磁铁矿粉(还原煅烧前经球磨全部过400目筛)30克在容器中与30克 固含量0. 5%微生物絮凝剂(来源于厌氧池生物膜刮削而得)水溶液混合， 生成的絮凝体用1%氯化铁5ml浸润5秒交联后，得到轻度交联微生物絮凝 体，将轻度交联微生物絮凝体切割成约2立方厘米的块状用无纺布包夹成 片状模块投入海水中作为菱镁矿飘带模块，100克石膏粉末用无纺布包夹后 投入海水中作为石膏矿模块，1小时后用磁铁捕捉将菱镁矿飘带模块取出， 菱镁矿飘带模块表面发现无纺布纤维隙缝中翁附大量暗灰绿沉淀物未被水 流冲散。测定处理后水中Pb"浓度为0. 048mg/l,Cd"离子含量为0. 076mg/l， Cr3+离子含量为0. 093mg/l。水中悬浮物值降至0. 7g/l, PH7. 5。当水中补 充铁离子后C +离子可继续下降到低于0. 05mg/l，补充磷酸根离子后Cd2+ 离子含量可继续下降到低于0. 02mg/l。上述方法中，如用石膏粉末代替石 膏矿模块则水体中水中悬浮物明显上升，可能较不利于鱼类呼吸，但重金 属处理效果没有下降，属于本专利技术方法的一种较差的引申。本实施例中，微生物絮凝剂可用聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺的衍生物、 二氰胺-曱醛聚合物、天然高分子絮凝剂的衍生物、二氰胺-甲醛聚合物 的衍生物中的一种或多种的混合物直接替代；氯化铁可用Al3+、 Ti3+、 Ti4+、 Zr4+、硼酸中的一种或A广、Ti3+、 Ti4+、 Zr"、硼酸中的一种的衍生物直接替 代。石膏粉主要是提供Ca本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应急无损修复重金属污染水体的方法，其特征在于：通过如下方案实现：将１００重量份的菱镁矿细粉用０．０１－５重量份的高分子絮凝剂絮凝或团聚，絮凝或团聚成的絮凝体用０．００１－１重量份的交联剂进行轻度交联稳定，得到轻度交联絮凝体，将此轻度交联絮凝体用无纺布复合，得到菱镁矿飘带模块，将此菱镁矿飘带模块放入需修复的水体中；将石膏矿块或粉末包裹后得到石膏矿模块，将此石膏矿模块置于需修复的水体中或水底；通过菱镁矿飘带模块和石膏矿模块共同作用，将水中的重金属离子、Ｃａ↑［２＋］和吸附重金属离子的其他悬浮物一起吸附共沉淀到菱镁矿飘带模块上，为菱镁矿飘带模块中的轻度交联絮凝体和无纺布所捕捉容纳。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈楷翰，袁建军，陈清施，
申请(专利权)人：泉州师范学院，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]