本发明专利技术公开了一种去除废水中重金属离子的专用装置及方法：通过叶腊石+还原铁粉混合粉末填入第一废水处理设备，初步处理重金属；硅烷偶联剂改性叶腊石填入第二废水处理设备，用于吸附未被完全处理的重金属离子及第一废水处理设备中生成的铁离子；磁铁矿滤料填入第三废水处理设备中，用于去除第一废水处理设备中产生的铁离子及混于水中的叶腊石或改性叶腊石粉；再用电化学方法回收重金属；本发明专利技术对工业废水中的重金属离子的处理效果可以达到98%以上，本发明专利技术所述的吸附饱和的叶腊石及改性叶腊石经过酸性溶液清洗，可将70%以上的重金属离子解吸下来，然后经碱性活化即可循环利用，达到节能减排，资源充分利用的目的。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了：通过叶腊石+还原铁粉混合粉末填入第一废水处理设备，初步处理重金属；硅烷偶联剂改性叶腊石填入第二废水处理设备，用于吸附未被完全处理的重金属离子及第一废水处理设备中生成的铁离子；磁铁矿滤料填入第三废水处理设备中，用于去除第一废水处理设备中产生的铁离子及混于水中的叶腊石或改性叶腊石粉；再用电化学方法回收重金属；本专利技术对工业废水中的重金属离子的处理效果可以达到98%以上，本专利技术所述的吸附饱和的叶腊石及改性叶腊石经过酸性溶液清洗，可将70%以上的重金属离子解吸下来，然后经碱性活化即可循环利用，达到节能减排，资源充分利用的目的。【专利说明】(-)
本专利技术涉及废水中重金属离子回收的方法，特别涉及一种去除废水中重金属离子的专用装置及回收重金属离子、叶腊石、改性叶腊石循环利用的方法。(二)
技术介绍
随着我国工业化和城市化进程的高速发展，重金属废水的大量排放使得水源、土壤中的重金属污染变得更加尖锐，加强水污染防治工作已刻不容缓。含重金属离子的工业废水主要来自采矿、电镀、机械加工、金属冶炼及部分化工行业。废水中通常含有Pb、Cu、Cr、Hg、Cd、As、Zn、Co、N1、Sn、V等。这些污染成分不同于有机污染物，当其排放到环境中后，不能降解成无害的高端产品，只能改变存在形态或被转移稀释，有些重金属离子甚至通过食物链、呼吸或是直接接触的路径而在生物体内富集，对生物和人体健康构成威胁，严重时甚至引起基因突变或诱发癌症。为保障公众健康，合理、有效的去除水及废水中的重金属成为人类共同关注的重要问题。多年来，人们探索了多种去除重金属的方法，其中包括化学法，离子树脂交换法，电解法，反渗透法，电渗析法，蒸发浓缩法，生物法，吸附法等。化学沉淀法需要的离子浓度较高；离子树脂交换法虽然具有处理量大，出水水质好，重金属可回收利用的优点，但树脂易受污染或氧化而失效，再生频繁，操作费用高；电解法、反渗透法和电渗析法在重金属废水处理中虽占地面积小、技术可靠又不产生二次污染，但对重金属离子浓度有一定限度，膜过于昂贵、分离效率随时间衰减且易破碎，需定期更换，而且不能完全除去某些微粒；生物法适合连续生产，每次生产需培养新的菌种，成本较高，多余菌需灭菌后才能向环境中排放；而吸附法由于操作简单、成本低、可再生、对离子浓度无要求等优点，成为一种倍受关注的重金属废水处理方法。目前使用的吸附剂种类很多，最常见的是活性炭。活性炭无选择性，可同时吸附多种重金属离子，吸附容量大，但其成本高，使用寿命短，循环利用和操作费用高。因此，使用来源广、价格低廉、吸附性能高及无二次污染的粘土矿物吸附剂已经成为一种研究趋势。这些粘土矿物主要有沸石、膨润土、蒙脱石、高岭石、叶蜡石等。叶腊石是一类铝硅酸盐矿物，价格低廉、来源丰富、易于加工。天然叶腊石由于具有热稳定性，非膨胀性，耐酸碱腐蚀性且有电负性、离子交换能力和对有机和无机离子的吸附性等优良特性，是最有前途的重金属吸附材料。叶蜡石是由铝氧八面体和硅氧四面体组成的2:1层状结构的聚合物。在研磨制取叶蜡石粉时，由于层与层之间容易解离而产生一些表面，而其它表面(边缘)的形成是由于离子和共价键的断裂。因此，在水溶液中片的表面是疏水性的，可以充当中性吸附点来吸附非极性有机分子。而一些断裂面由于四面体或八面体层中发生的替换，如Al3+替代Si4+或Mg2+，Fe2+和Ti2+替代Al3+形成带负电的位点；其他断裂面由于离子和共价键断裂产生的亲水基团，使叶腊石的边缘部位产生三种类型的边缘结合点:四面体的S1-OH，八面体Al-OH和四面体八面体的过渡位点S1-0-ΑΙ，由于在pH=4.5-9时四面体的S1-OH的位点是不带电的，而颗粒边缘处的八面体的配位键A1-OH是带负电荷的，这些带负电荷的结合位点可从水溶液中吸附重金属阳离子。为提高重金属废水处理效率、加快透水性，可在叶腊石中加入还原铁粉，起到还原、微电极、微搅拌、透水作用，加快叶腊石吸附效果，以提高重金属去除率；也可对叶腊石进行表面有机改性。通过粘土表面的羟基基团，在粘土表面上接枝有机基团，使粘土的表面带有氨基集团，与重金属形成络合物，从而去除重金属。本专利技术采用的是将还原铁粉与叶腊石原矿直接混合填入第一个填充腔，将N-2 (氨乙基)3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷偶联剂((CH3O)^H3SiC3H6NHC2H4NH2)(该偶联剂对水无危害)改性的叶腊石填入第二个填充腔，将磁铁矿滤料填入第三个填充腔，彻底清除废水中的重金属离子。目前大部分工业废水处理技术会造成二次污染，如电镀废水处理过程中产生的电镀污泥及外排含盐量很高的废水；硫化处理过程中产生大量的硫化氢气体且处理污泥中含有大量的砷，铜等重金属离子等。这些都将水污染转化为了土壤污染，未达到根本上的治污效果。本工艺通过回收再利用工序进行废水处理，并将高价重金属离子还原为低价金属离子的还原法，氧化还原置换法，微电极法和吸附法结合，高效率处理重金属离子，然后用电化学方法实现对重金属离子回收，而叶腊石及改性叶腊石可循环利用，避免二次污染。(三)
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种去除废水中重金属离子的专用装置及重金属的回收方法。通过叶腊石+还原铁粉混合粉末填入第一废水处理设备，初步处理重金属；硅烷偶联剂改性叶腊石填入第二废水处理设备，用于吸附未被完全处理的重金属离子及第一废水处理设备中生成的铁离子；磁铁矿滤料填入第三废水处理设备中，主要用于去除第一废水处理设备中产生的铁离子，及混于水中的叶腊石或改性叶腊石粉，起到水质处理把关作用。吸附饱和后，将叶腊石、改性叶腊石分别进行酸浸，再用电化学方法回收重金属，用去离子水对磁铁矿滤料进行反清洗后再利用。本专利技术采用的技 术方案是:本专利技术提供一种去除废水中重金属离子的专用装置，所述废水处理专用装置由各自设有出水口和进水口的三个废水处理设备单元依次串连构成，前一个废水处理设备出水口与后一个废水处理设备进水口相连接；所述废水处理设备单元包括进水口，出水口，废水处理设备单元内部设有填充腔室，所述出水口位于废水处理设备单元靠近上方部位，所述进水口位于废水处理设备单元靠近下方部位，所述填充腔室位于出水口下缘一直延伸至进水口的下缘，所述出水口处设有水质检测口，所述填充腔室底部铺有滤板(优选多孔陶瓷滤板或多孔玻璃滤板)，所述滤板上表面铺有滤布(主要用于预防填充剂泄露)，所述滤板的厚度高于填充腔室底端至进水口上缘的高度，所述出水口处设有阻挡填充剂流出的滤纸、滤布或海绵(优选海绵)；所述三个废水处理设备单元结构相同并依次为第一废水处理设备、第二废水处理设备和第三废水处理设备；所述第一废水处理设备内以还原铁粉和叶腊石的混合物为吸附填充剂填充于填充腔室内，所述第二废水处理设备以硅烷偶联剂改性叶腊石为吸附填充剂填充于填充腔室内，所述第三废水处理设备以磁铁矿为滤料填充于填充腔室内。进一步，所述滤板的厚度与填充腔室高度比为1:6~8 (优选1:8)。进一步，所述滤布为涤纶斜纹滤布(出水口处的滤布与滤板上的滤布相同)，通常采用涤纶斜纹滤布——抗磨性强、过滤速度快、寿命长。进一步，所述海绵为水族过滤棉，透水性可以达到97%。本专利技术还提供一种利用所述废水处理专用装置处理废水并回收金属离子的方法:(1)将含重本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种去除废水中重金属离子的专用装置，所述废水处理专用装置由各自设有出水口和进水口的三个废水处理设备单元依次串连构成，前一个废水处理设备出水口与后一个废水处理设备进水口相连接；所述废水处理设备单元包括进水口，出水口，废水处理设备单元内部设有填充腔室，所述出水口位于废水处理设备单元靠近上方部位，所述进水口位于废水处理设备单元靠近下方部位，所述填充腔室位于出水口下缘一直延伸至进水口的下缘，其特征在于：所述出水口处设有水质检测口，所述填充腔室底部铺有滤板，所述滤板上表面铺有滤布，所述滤板的厚度高于填充腔室底端至进水口上缘的高度，所述出水口处设有阻挡填充剂流出的滤纸、滤布或海绵；所述三个废水处理设备单元相同并依次为第一废水处理设备、第二废水处理设备和第三废水处理设备；所述第一废水处理设备内以还原铁粉和叶腊石的混合物为吸附填充剂填充于填充腔室内，所述第二废水处理设备以硅烷偶联剂改性叶腊石为吸附填充剂填充于填充腔室内，所述第三废水处理设备以磁铁矿为滤料填充于填充腔室内。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李国华，任晓青，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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