一种同时去除废水中金属离子和有机污染物的水处理方法技术

本发明专利技术属于环境保护技术领域，公开了一种同时去除废水中金属离子和有机污染物的水处理方法，它是通过在金属和有机污染物复合废水中投加铋酸钠，利用铋酸钠中钠的可离子交换性和铋酸钠的氧化性分别去除废水中的金属离子和有机污染物。最后，通过沉淀分离即可达到同时去除废水中金属离子和有机污染物的目的。当废水的COD超过500mg/L，金属离子的总浓度超过200mg/L时应对其加以稀释。所选用的铋酸钠可直接从市场上购得，从经济上考虑建议投加浓度为0.2～5g/L。本发明专利技术具有原理简单、操作简便、对金属离子和有机污染物去除效果好、适用pH范围宽（pH 4.0~8.0）的优点。适用于金属离子和有机物复合污染废水的处理。

A water treatment method for simultaneous removal of metal ions and organic pollutants from wastewater

The invention belongs to the technical field of environmental protection, and discloses a water treatment method for removing metal ions and organic pollutants in the wastewater. By adding sodium bismuth in the compound wastewater of metal and organic pollutants, the metal ion exchangeability of sodium bismuth and the oxidation of sodium bismuth in the sodium bismuth are used to remove the metals in the waste water respectively. Ions and organic pollutants. Finally, precipitation and separation can achieve simultaneous removal of metal ions and organic pollutants in wastewater. When the COD of wastewater exceeds 500mg/L and the total concentration of metal ions exceeds 200mg/L, it should be diluted. The sodium bismuth can be purchased directly from the market, and the recommended concentration is 0.2 to 5g/L for economic consideration. The invention has the advantages of simple principle, simple operation, good removal effect on metal ions and organic pollutants, wide pH range (pH 4.0-8.0). It is suitable for the treatment of complex wastewater containing metal ions and organic compounds.

【技术实现步骤摘要】
一种同时去除废水中金属离子和有机污染物的水处理方法
本专利技术属于环境保护
，具体涉及一种同时去除废水中金属离子和有机污染物的水处理方法。它通过在金属离子和有机污染物复合废水中投加铋酸钠，利用铋酸钠中钠的可离子交换性和铋酸钠的氧化性分别去除水体中的金属离子和有机污染物。最后，通过沉淀分离即可达到同时去除废水中金属离子和有机污染物的目的。
技术介绍
严重的水体污染是我国急需解决的问题。单一水体污染现象往往很少，且相对容易治理，更多更难处理的是复合污染。金属-有机物复合体系就是一种典型的复合污染现象。它是指在废水中既含有金属离子污染物，又含有有机污染物。常见的金属-有机物复合污染水体主要有以下三类：(1)微污染饮用水源水：微污染饮用水源水中包含天然有机化合物(如腐殖酸)及人为排放的污染物(如农药、金属离子、氨氮、芳香类有机物等)，它们含量低，但是成分复杂，具有一定的累积毒性。(2)化工、印染企业的中水及配水：化工及印染企业生产耗水量巨大，金属与有机物共存，而其中金属离子会严重影响回用水质，干扰后续工艺，必须优先去除。例如，铜冶炼工业废水中含有大量的Cu2+、Fe2+、Zn2+等多种金属离子，同时还含有明胶、硫脲等有机物(梁永宣，陈胜利，郭学益.中国有色冶金.2009,B(4),69-73)。(3)重金属有机废水及生产母液：重金属有机废水主要来源于工业鞣革、颜料生产、家电制造、汽车电泳磷化、电镀和一些固体废渣的洗涤过程等。生产母液中包括有机产品中金属离子及金属生产母液中残余萃取剂及油脂。金属-有机物复合污染物，在自然环境及工业污水中检出频率高、稳定性强，环境危害性大，必须采用合适的方法予以处置。目前，金属-有机物复合污染物的处理方法主要有物理法和化学法。物理法中研究较多的主要有吸附法、膜分离技术、混凝法和超声振气法等。例如，中国专利申请(申请号：201410762913.7)“用于吸附重金属离子、有机污染物的改性纤维素材料及制备方法”中，公开了一种用于吸附重金属离子、有机污染物的改性纤维素材料及制备方法。它以纤维素为原料，经碱活化得碱化纤维素；再以硝酸铈铵和偶氮二异丁腈作复合引发剂，将单体2-氰基-3-乙氧基丙烯酸乙酯接枝至碱化纤维素上；采用羟胺溶液对其胺肟化改性，制备得到一种既含偕胺肟基团又包含羟胺肟基团的改性纤维素材料，可用于吸附废水中重金属离子、有机污染物。中国专利申请(申请号：201210103447.2)“一种能够同时去除废水中重金属离子和有机污染物的水处理方法及装置”中，公开了一种能够同时去除废水中重金属离子和有机污染物的水处理方法及装置，具体为填充有吸附剂的高压脉冲放电区，利用脉冲放电产生的各种物理化学综合效应降解吸附剂表面及其周围毗邻区域的有机污染物，获得吸附剂表面的活性竞争吸附点位，增加吸附剂对重金属离子的吸附，从而达到同时去除废水中的重金属离子和有机污染物的目的。吸附法虽然能够有效地去除废水中的有机物和重金属离子，但吸附剂容易饱和，需要定期再生或更换吸附剂。此外，吸附法只是将有机物转移到吸附剂上，并不能降解有机污染物，消除其环境危害。XuZhao等报道一种Cu-EDTA复合污染的光电催化降解方法，该方法采用TiO2/Ti电极作为光阳极，在光照条件下产生空穴和羟自由基氧化降解Cu-EDTA，再利用不锈钢阴极还原游离态的Cu2+产生Cu0，达到去除Cu-EDTA复合污染的目的(Zhao，X.；Guo,L.B.；Zhang,B.F.；Liu,H.J.；Qiu,J.H.Environ.Sci.Technol.2013,47(9),4480–4488)。这种化学方法可消除有机污染物，又可回收Cu，但这种方法需要紫外光照射，处理成本大大增加。因此，基于技术可行性和经济性的考虑，研究开发一种高效、低成本的同时去除废水中金属离子和有机污染物的水处理方法具有十分重要的应用价值、环境效益和社会价值。铋酸钠作为五价铋的氧化物，具有一定的氧化性(E0(BiV/BiIII)＝2.03V)。中国专利申请(申请号：201210103447.2)“一种快速降解有机染料废水的方法”中，公开了一种快速降解有机染料废水的方法，具体涉及的是三苯甲烷类染料废水的处理方法。其步骤为：废水首先经过格栅除杂、静置沉淀，加酸调节废水呈酸性；加入铋酸钠至预处理的废水中，在搅拌作用下反应，废水排出。该专利并未涉及到金属离子的处理。此外，铋酸钠中的钠具有可离子交换性。因此，本专利技术拟采用铋酸钠通过离子交换法去除废水中的金属阳离子，再利用铋酸钠的氧化性氧化降解并矿化有机污染物，最后，通过沉淀分离即可达到同时去除废水中金属和有机污染物的目的。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种同时去除废水中金属离子和有机污染物的水处理方法。本专利技术公开的一种同时去除废水中金属离子和有机污染物的水处理方法，其特征在于，步骤如下：(1)直接取废水，或者对废水进行稀释；(2)向废水或稀释的废水中投加一定量的铋酸钠；(3)采用酸碱调节剂调节废水pH值至4.0-8.0，搅拌反应一段时间，停止搅拌静置沉淀一段时间；(4)最后分离出沉淀，即可同时去除废水中的金属离子和有机污染物；所述废水中同时含有金属离子和有机污染物；所述金属离子包括Ag+、Cu2+、Ni2+、Co2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+、Pb2+、Sr2+、Zn2+和Ce3+中的一种或两种以上；步骤(2)所述废水和稀释的废水中金属离子的总浓度均为0.5～200mg/L；步骤(2)所述废水和稀释的废水中化学需氧量(COD)均为5～500mg/L；步骤(2)所述铋酸钠的投加量为0.2g/L～5g/L；所述有机污染物包括苯酚、对氯苯酚、双酚A、壬基酚、罗丹明B、亚甲基蓝、酸性橙、甲基紫和腐植酸中的一种或两种以上；所述酸碱调节剂为HNO3和/或NaOH溶液；所述HNO3和NaOH溶液的浓度均为0.1mol/L；步骤(3)所述反应时间为30～120分钟，静置沉淀时间为20-60分钟；本专利技术公开的一种同时去除废水中金属离子和有机污染物的水处理方法，具有方法简单、操作简便、对金属离子和有机污染物去除效果好、适用pH范围宽(pH4.0～8.0)的优点。具体实施方式下面申请人将结合具体的实施例对本专利技术的方法加以详细说明，以便本领域的技术人员对本专利技术有更进一步的理解，但以下实施例不应以任何形式被理解或解释为对本专利技术权利要求书所请求保护范围的限制。实施例1：在本实施例中，选取氯化钴和苯酚作为处理对象，配成50mlCo2+浓度为5mg/L、苯酚浓度为20mg/L的混合水溶液作为模拟重金属-有机污染物复合废水，测得此废水COD值为49mg/L。采用本专利技术的一种同时去除废水中金属离子和有机污染物的水处理方法，进行废水中的金属离子和有机污染物去除试验，步骤为：在50ml本实施例配制的模拟重金属-有机污染物复合废水中加入0.5g/L的铋酸钠，采用0.1mol/L的NaOH调节废水pH值到8.0，搅拌反应30分钟。停止搅拌静置沉淀30分钟。最后，从上清液中取样，分析其中的Co2+、苯酚的浓度和COD。经过30分钟的处理，Co2+的去除率为99.8％，苯酚的去除率为97％，COD去除率为39％。实施例2：在本实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同时去除废水中金属离子和有机污染物的水处理方法，其特征在于，步骤如下：（1）直接取废水，或者对废水进行稀释；（2）向废水或稀释的废水中投加一定量的铋酸钠；（3）采用酸碱调节剂调节废水pH值至4.0~8.0，搅拌反应一段时间，停止搅拌静置沉淀一段时间；（4）最后分离出沉淀，即可同时去除废水中的金属离子和有机污染物。

【技术特征摘要】
1.一种同时去除废水中金属离子和有机污染物的水处理方法，其特征在于，步骤如下：（1）直接取废水，或者对废水进行稀释；（2）向废水或稀释的废水中投加一定量的铋酸钠；（3）采用酸碱调节剂调节废水pH值至4.0~8.0，搅拌反应一段时间，停止搅拌静置沉淀一段时间；（4）最后分离出沉淀，即可同时去除废水中的金属离子和有机污染物。2.根据权利要求1所述的水处理方法，其特征在于：所述废水中同时含有金属离子和有机污染物。3.根据权利要求1所述的水处理方法，其特征在于：所述金属离子包括Ag+、Cu2+、Ni2+、Co2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+、Pb2+、Sr2+、Zn2+和Ce3+中的一种或两种以上。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁耀彬，唐和清，黄佳，
申请(专利权)人：中南民族大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42