一种去除沼液中悬浮物和有毒重金属的方法及回收液和回收液的应用技术

本发明专利技术属于水处理技术领域，具体涉及一种去除沼液中悬浮物和有毒重金属的方法及回收液和回收液的应用。该方法包括以下步骤：1)将沼液经无纺布过滤装置过滤，去除悬浮物；2)向沼液中加入氧化钙或氢氧化钙，调整pH至10.5～11，再加入沉淀完全所需用量的TMT‑15和硫酸亚铁，搅拌反应30～60min，沉淀完全，除去重金属；3)向沼液中加入沉淀和絮凝完全所需用量的氯化铁溶液，搅拌后静置，沉淀完全残留TMT‑15和絮凝除杂完全；4)将沼液的上清液经无纺布过滤装置过滤，固液分离，得到清液；5)向得到的清液加入稀硝酸，调节pH值为7～8，得到回收液。本发明专利技术所提供的方法以有效的除去成分较复杂的沼液中的悬浮物和重金属，而处理后得到的回收液可以再利用。

【技术实现步骤摘要】
一种去除沼液中悬浮物和有毒重金属的方法及回收液和回收液的应用
本专利技术属于水处理
，具体涉及一种去除沼液中悬浮物和有毒重金属的方法及回收液和回收液的应用。
技术介绍
随着大型养殖场的快速发展，仅仅在中国每年就有大约200万吨沼液产生。大规模养殖场周围通常不具有足够的土地空间来消化沼液。传统的废水处理方法由于成本很高且浪费了沼液中的营养组分并不适合用来处理沼液。解决大量沼液的利用问题对大规模农业和沼气发电具有重要意义。沼液农用虽然是处理猪场沼液经济有效的措施，但人工饲料及添加剂的使用使得规模化养猪场沼液含有多种重金属。赵国华等人对猪粪尿源沼液中重金属分布特性进行研究，结果表明，沼液中含有大量Fe、Cu、Zn等中、微量营养元素，同时也含有一定量的As、Ni、Pb、Cd等有害重金属元素；所测必需金属元素的含量顺序为Fe>Zn>Cu>Mn，非必需重金属元素含量顺序为As>Ni>Pb>Cd，其中三种元素均低于《有机肥行业标准》(NY525-2012)，As远超《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)。聂莹等人对以猪粪为原料的沼液成分分析后得出，猪场沼液中含有Hg、Cd、As、Pb、Cr等重金属元素，其含量普遍低于我国的《城镇垃圾农用控制标准》的标准限值。魏世清等人对猪场粪污厌氧发酵前后理化特性及重金属含量变化分析魏的研究表明，发酵沼液中的重金属含量明显低于粪污中的含量，不同月份沼液中重金属含量差异较大；对比《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)重金属限量标准，8月沼液中Hg、Zn、Cu超标，6月和8月沼液As含量超标，沼液中Cd、Cr、Pb含量在允许范围内。可以看出，沼液中的成分较为复杂，并且会随时间有明显的变化。因此，现有技术中，暂未见对沼液简单有效的处理方法。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种去除沼液中悬浮物和有毒重金属的方法及回收液和回收液的应用。本专利技术所提供的方法以有效的除去成分较复杂的沼液中的悬浮物和重金属，而处理后得到的回收液可以再利用。本专利技术所提供的技术方案如下：一种去除沼液中悬浮物和有毒重金属的方法，包括以下步骤：1)将沼液经无纺布过滤装置过滤，去除悬浮物；2)向经过步骤1)处理得到的沼液中加入氧化钙或氢氧化钙，调整pH至10.5～11，再加入沉淀完全所需用量的TMT-15和少量的硫酸亚铁，搅拌反应30～60min，沉淀完全，除去重金属；3)向经过步骤2)处理得到的沼液中加入沉淀和絮凝完全所需用量的氯化铁溶液，搅拌后静置，沉淀完全残留TMT-15和絮凝除杂完全；4)将经过步骤3)处理得到的沼液的上清液经无纺布过滤装置过滤，固液分离，得到清液。上述技术方案所提供的去除沼液中悬浮物和有毒重金属的方法将化学方法与物理方法联合使用，其中：化学沉淀机理：1)对沼液中砷的去除机理：废水中加入铁盐(FeSO4)和熟石灰，Fe2+被氧化为Fe3+，As3+被氧化为As5+，生成FeAsO4沉淀，其溶解度较小。此外，Fe3+的水解产物Fe(OH)3是有效的吸附剂，对FeAsO4、Ca3(AsO4)2颗粒起到吸附、凝聚的作用。具体的化学反应式如下:4Fe2++O2＝2H3O＝4Fe3++4OH-2AsO2-+O2+4OH-＝2ASO43-+2H2O3Ca2++2AsO43-＝Ca3(AsO4)2↓Fe3++AsO43-＝FeAsO4↓2)对沼液中络合态和离子态的铜，锌，镍，铅，铬，镉，汞的去除机理：在与TMT-15反应生成沉淀经过滤而去除。硫酸亚铁的作用一是还原六价铬为三价铬，二是起搭桥作用。加氯化铁絮凝剂，一是起絮凝作用，二是将残余的TMT-15反应生成沉淀物而去除，做到在沼液中不残留TMT-15。关于重金属捕集剂TMT-15：有机硫TMT-15，别名1,3,5-三嗪-2,4,6-三硫醇三钠盐、2,4,6-三硫醇基钠硫代-1,3,5-三嗪、三巯基-S-三嗪三钠盐，无色至略带淡黄色液体，分子式C3N3S3Na3。用于各类废水中单价，二价重金属沉淀，特别适用于处理Hg、Cu、Cd、Ag、Pb、Ni、Sn、Zn、Mn、Cr。TMT-15产品是一种有效去除各种废水中重金属，环境友好型，无毒性重金属去除剂。TMT-15(15％水溶液)是一种重要的重金属离子处理剂，能与水溶液中的大多数一价和二价的重金属离子，如Fe2﹢/Fe3﹢，Ni2﹢，Pb2+，Cu2﹢，Ag﹢，Zn2﹢，Cd2﹢，Hg2﹢，Ti2﹢，以及Cr3﹢等离子形成稳定的化合物而沉淀出来，从而达到去除重金属离子的目的。TMT-15与硫化钠相比，硫化钠与重金属离子反应不能形成螯合物，只能形成小分子的无机沉淀物——硫化物，其沉淀物的稳定性远远小于生成螯合物沉淀的稳定性。而且容易形成悬浮胶体，不易沉降。而TMT-15生成的难容的大分子立体螯合物，沉淀产物性质稳定，易沉降，在高温或强水流冲刷的情况下，硫化反应依旧完全，沉淀产物性质稳定，易分离。DTC的配位能力较强，它能通过一个氮原子，一个硫原子，共两个配位原子与重金属离子结合，形成稳定的具有一个四原子环的螯合物。相较于DTC，TMT-15的配位能力强大，它能通过三个氮原子，三个硫原子，共六个配位原子与重金属离子结合形成稳定的具有六个四原子环的螯合物。DCT形成的是四个原子环的螯合物比TMT-15少两个，四原子环。配离子之间的转化是向生成更稳定的配离子方向进行的，所以说：TMT-15有更强的清除废水中络合、螯合重金属物质的能力。步骤2)和步骤3)中，沉淀用量可通过常规实验方法确定，例如，对实验用量的沼液取少量用沉淀用剂分多次操作逐次逼近，至不再产生沉淀或絮凝物，记录实验用的沉淀用量总和，再等比放大，即可。步骤2)中：除去的重金属包括铜、锌、镍、铅、铬、镉、砷或汞中的任意一种或多种；滤渣可以在生活垃圾场填满处理。进一步的，去除沼液中悬浮物和有毒重金属的方法还包括步骤5)：向经过步骤4)处理得到的清液加入稀硝酸，调节pH值为7～8，得到回收液。通过上述技术方案，可将除清液调节成无土栽培营养液。具体的，步骤3)中，先搅拌3～5min，再减速搅拌1.5～2.5min。即先以较快速度搅拌3～5min，再以较慢速度搅拌3～5min。具体的，所述的无纺布过滤装置包括至少两个并列设置的过滤单元，所述过滤单元包括由四根直管和四个二通构成的长方形架体，所述长方形架体竖立设置，在各直管的内侧壁上设置有若干进水孔，在所述长方形架体外包裹有无纺布层，在所述长方形架体上方的直管上设置有一个开口向上的出水口，在所述长方形架体下部的直管上设置有一个开口向下的出水口，所述出水口穿过无纺布，所述长方形架体上方的直管和所述长方形架体下部的直管均包括左半段和右半段，所述左半段和所述右半段通过三通连通，所述三通的第三个口形成出水口。进一步的，各过滤单元的下部的出水口分别连接出水总管，所述出水总管连接有泵。上述技术方案中，直管和接头可选自各种防水材料，例如PVC等；无纺布具有多种孔径，可据废水水质进行选择；上述技术方案所提供的无纺布过滤装置可以上下颠倒使用，从而在下部出口堵塞后上下颠倒，从而快速的更换；上述技术方案所提供的无纺布过滤装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种去除沼液中悬浮物和有毒重金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将沼液经无纺布过滤装置过滤，去除悬浮物；2)向经过步骤1)处理得到的沼液中加入氧化钙或氢氧化钙，调整pH至10.5～11，再加入沉淀完全所需用量的TMT‑15和硫酸亚铁，搅拌反应30～60min，沉淀完全，除去重金属；3)向经过步骤2)处理得到的沼液中加入沉淀和絮凝完全所需用量的氯化铁溶液，搅拌后静置，沉淀完全残留的TMT‑15和絮凝除杂完全；4)将经过步骤3)处理得到的沼液的上清液经无纺布过滤装置过滤，固液分离，得到清液。

【技术特征摘要】
1.一种去除沼液中悬浮物和有毒重金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将沼液经无纺布过滤装置过滤，去除悬浮物；2)向经过步骤1)处理得到的沼液中加入氧化钙或氢氧化钙，调整pH至10.5～11，再加入沉淀完全所需用量的TMT-15和硫酸亚铁，搅拌反应30～60min，沉淀完全，除去重金属；3)向经过步骤2)处理得到的沼液中加入沉淀和絮凝完全所需用量的氯化铁溶液，搅拌后静置，沉淀完全残留的TMT-15和絮凝除杂完全；4)将经过步骤3)处理得到的沼液的上清液经无纺布过滤装置过滤，固液分离，得到清液。2.根据权利要求1所述的去除沼液中悬浮物和有毒重金属的方法，其特征在于，还包括步骤5)：向经过步骤4)处理得到的清液加入稀硝酸，调节pH值为7～8，得到回收液。3.根据权利要求2所述的去除沼液中悬浮物和有毒重金属的方法，其特征在于：步骤3)中搅拌具体为：先搅拌3～5min，再减速搅拌1.5～2.5min。4.根据权利要求1至3任一所述的去除沼液中悬浮物和有...

【专利技术属性】
技术研发人员：康群，李兆华，李舒琴，冯如，张祖尧，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42