專利名稱：去除廢液中重金屬的方法
技術領域：
本發(fā)明關于一種去除廢液中重金屬的方法，特別是關于一種利用光觸媒材料去除廢液中重金屬的方法。
背景技術：
重金屬對人體有嚴重傷害，因此對于可排放廢水的重金屬含量有嚴格的規(guī)范。重金屬包含鎘、鉻、銅、鉛、萊、鎳、鋅等。廢水中往往金屬成分復雜，為了減少廢水中的重金屬含量，有許多去除重金屬的方法。例如化學法、離子交換法、電解法、活性碳吸附法、腐殖酸樹脂吸附法、沸石吸附法、 麥飯石吸附法、反滲透法、電滲析法、濃縮法和生物法等。其中，化學法是將金屬離子氧化成金屬氧化物，以移除溶液中的重金屬。上述之廢水處理程序繁雜、反應時間長、所需設備價格高。一般工廠往往無法自行處理，需將含重金屬廢水委外處理，常常造成一筆相當可觀的費用。因此，如何有效的去除廢液中的多種重金屬成分，同時又可降低廢液處理成本。是本發(fā)明所欲解決的問題。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種去除廢液中重金屬的方法，利用光觸媒還原法，去除廢液中的重金屬。首先，將廢液與將光觸媒材料混合。接著，可進行一 PH值 (酸堿值)調整步驟。之后，將廢液與將光觸媒材料進行照光，使多種重金屬離子還原成重金屬，再將重金屬沉淀或過濾去除，可讓廢液達到排放標準。本發(fā)明的另一目的在于提供一種去除廢液中重金屬的方法，可使用于含有多種金屬成分的廢液。本發(fā)明的又一目的在于提供一種去除廢液中重金屬的方法，可通過調整pH值，以去除廢液中的金屬離子成分。為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種去除廢液中重金屬的方法，其包含提供一含重金屬離子廢液； 提供一光觸媒材料；混合所述廢液與所述光觸媒材料(形成混合溶液)；以及提供一光源照射所述廢液與所述光觸媒材料(二者的混合溶液)，使廢液中的多數種重金屬離子還原成多數種重金屬，以降低廢液中重金屬離子濃度。根據本發(fā)明的具體技術方案，優(yōu)選地，該方法還包含一 pH值調整步驟，于光源照射之前，當廢液中包含銀離子時，調整所述廢液pH值為9至10。根據本發(fā)明的具體技術方案，優(yōu)選地，該方法還包含一 pH值調整步驟，于光源照射之前，當廢液中包含鈀離子、鎳離子時，調整所述廢液PH值為6至7。根據本發(fā)明的具體技術方案，優(yōu)選地，該方法還包含一 pH值調整步驟，于光源照射之前，當廢液中包含銅離子、鋅離子時，調整所述廢液PH值為6至10。根據本發(fā)明的具體技術方案，優(yōu)選地，所述重金屬離子為金離子、銀離子、銅離子、 鋅離子、鎘離子、鉻離子、汞離子和鎳離子等中的ー種或幾種。根據本發(fā)明的具體技術方案，優(yōu)選地，所述光觸媒材料選自下列之一者ニ氧化鈦 (TiO2)、氧化鎢(WO3)、氧化鐵(Fe52O3)、氧化鋅(ZnO)、鈦酸鍶(SrTiO3)、五氧化ニ鈮(Nb2O5), 氧化錫(SnO2)、ニ氧化鋯(ZrO2)、硫化鎘(CdS)、硫化鋅(ZnQ等。根據本發(fā)明的具體技術方案，優(yōu)選地，所述光觸媒材料于廢液中的濃度為5wt%至 IOwt %。根據本發(fā)明的具體技術方案，優(yōu)選地，所述光源為脈沖式光源。根據本發(fā)明的具體技術方案，優(yōu)選地，所述光源波長為350至700nm，且光源照射 時間為5至60分鐘。


圖1為樣品(I)Au-253.7-pH 7的X-光熒光分析離子強度與照光時間關系表；圖2為樣品(II)Au-253.7-pH9-10的X-光熒光分析離子強度與照光時間關系 表；圖3為樣品(IlI)Au-Hg-Ii0的X-光熒光分析離子強度與照光時間關系表；圖4為樣品(IV)Ti-Hg-Iio的X-光熒光分析離子強度與照光時間關系表；圖5 為樣品(DAu-253. 7-pH 7、(II)Au_253. 7_pH9_10、(III)Au-Hg-no 的反應流 程示意圖；圖6為樣品(IV)Ti-Hg-Iio的反應流程示意圖。
具體實施例方式為了能更清楚描述本發(fā)明所提出的去除廢液中重金屬的方法的特征，以下將配合 附圖詳細說明之。本發(fā)明所提出的去除廢液中重金屬的方法，可應用于エ業(yè)廢水處理、實驗室廢水 處理、都市廢水處理等等，不限于此。在本發(fā)明中，以ーエ廠廢水處理作為ー實施例，配合附 圖作詳細的敘述。本發(fā)明實施例掲示一種去除廢液中重金屬的方法。首先，混合含重金屬離子廢液 與光觸媒材料。接著，提供一光源，照射光觸媒材料，以進行光還原反應，使廢液中的重金屬 離子還原成其金屬態(tài)，以此降低廢液中重金屬離子濃度。不同來源的廢液所含金屬離子種類與含量皆不同。上述的重金屬離子可選自金離 子、銀離子、銅離子、鋅離子、鎘離子、鉻離子、汞離子、鉬離子、鎳離子等。光觸媒材料是以全光波段或特定波段的照明光源，作為化學反應的能量來源，以 光觸媒材料為催化物，使反應物發(fā)生氧化還原等化學反應。上述的光觸媒材料可選自ニ 氧化鈦(TiO2)、氧化鎢(WO3)、氧化鐵(Fe2O3)、氧化鋅(ZnO)、鈦酸鍶(SrTiO3)、五氧化ニ鈮 (Nb2O5)、氧化錫(SnO2)、ニ氧化鋯(ZrO2)、硫化鎘(CdS)、硫化鋅(ZnQ等。光觸媒材料于廢 液中的濃度一般約為Iwt %至IOwt %。更佳者，光觸媒材料濃度為5wt%至IOwt %。光觸 媒濃度越高其還原效果越佳，光觸媒濃度不限定于上述濃度。
本發(fā)明可因應廢液中金屬離子成分，調整光源波段范圍與時間。上述光源較宜者可為脈沖式光源、LED光源、紫外光源、光纖光源等。其中，光源波長較宜者為250至700nm， 更佳者為350至700nm，且光源照射時間較佳者為5至60min。范例利用X-光突光分析儀(X-ray Fluorescence Spectrometer, XRF),分析照光前 (后)，廢液中金屬相對重量百分比。并于照光過程中，分析光觸媒粉末表面的金屬含量。利用二氧化鈦(P25)為光觸媒材料，進行光還原反應。樣品編號(I)Au-253. 7-pH 7是指pH值7的廢液(1)，利用253. 7nm紫外光源照射。樣品編號(II)Au_253. 7-pH9_10是指pH值為9-10的廢液(1)，利用253. 7nm紫外光源照射。另外，光源可為全波長的汞燈。樣品編號(III) Au-Hg-no為pH值14的廢液(I)，進行全波長汞燈照射。此外，樣品編號(IV) Ti-Hg-no為，利用全波長汞燈照射pH值I的3C廢液(2)。樣品(I)Au-253. 7-pH 7、(II) Au-253. 7-pH9-10、(III)Au-Hg-no的反應流程如圖5所示。樣品(IV)Ti-Hg-no的反應流程如圖6所不。如圖I所示，照光反應前，樣品編號(I)Au-253. 7-pH 7的廢液⑴包含，鉀離子、 鈦離子、釩離子、鐵離子、鎳離子、銅離子、鋅離子、鑰離子以及銫離子等金屬離子。照光反應前，PH值7的廢液鋅離子占85wt%，銅離子占5. Iwt%。照光反應后，廢液中鋅離子占
2.7wt%，檢測不出銅離子含量。隨著照光時間增長，廢液中金屬離子濃度下降。如圖2所不，于照光反應后，樣品編號(II)Au_253. 7-pH9_10,廢液銅離子占
2.4wt%,鋒離子占 0. 6wt%。樣品編號(III) Au-Hg-no，進行照光反應后，pH值14廢液⑴的銅離子占
6.4wt%,鋅離子占84. 4wt%。由圖3得知，于pH值14情況下，反應25min,僅有鋅離子被還原。樣品編號(IV) Ti-Hg-no于照光反應前，廢液⑵的鐵離子占34. 3wt%。照光反應后，鐵離子占28. Iwt % (圖4)。金屬離子重量濃度表與光觸媒還原時間關系表得知，于光照反應前，廢液中包含釩離子、鎘離子、錳離子、鐵離子、鎳離子、鑰離子、銫離子、钷離子以及鎢離子等金屬離子。圖I至圖4顯示，金屬離子光還原的情況受pH值影響。也就是說，不同的金屬成分需在不同的PH值環(huán)境下進行還原。本發(fā)明可因應廢液中金屬離子成分，調整廢液的pH 值，之后再進行光還原。PH值調整范圍為0至14。當廢液中包含銀離子時，較宜者調整廢液PH值為9至10之后，再進行光觸媒還原反應。當廢液中包含鈀離子、鎳離子時，較宜者調整廢液PH值為6至7之后，再進行光觸媒還原反應。當廢液中包含銅離子、鋅離子時，較宜者調整廢液PH值為6至10之后，再進行光觸媒還原反應。此外，本發(fā)明可因應廢液中金屬離子成分，多次重復調整pH值與進行照光反應， 使廢液達到可排放廢水標準。本發(fā)明雖以較佳實例闡明如上，然其并非用以限定本發(fā)明精神與發(fā)明實體僅止于上述實施例。凡熟悉此項技術者，當可輕易了解并利用其它組件或方式來產生相同的功效。 是以，在不脫離本發(fā)明的精神與范疇內所作的修改，均應包含在本發(fā)明的權利要求保護范圍內。
權利要求
1.一種去除廢液中重金屬的方法，其包含提供一含重金屬離子廢液；提供一光觸媒材料；混合所述廢液與所述光觸媒材料；以及提供一光源照射所述廢液與所述光觸媒材料，使廢液中的多數種重金屬離子還原成多數種重金屬，以降低廢液中重金屬離子濃度。
2.如權利要求I所述的方法，其中，該方法還包含一PH值調整步驟，于光源照射之前， 當廢液中包含銀離子時，調整所述廢液PH值為9至10。
3.如權利要求I所述的方法，其中，該方法還包含一PH值調整步驟，于光源照射之前， 當廢液中包含鈀離子、鎳離子時，調整所述廢液PH值為6至7。
4.如權利要求I所述的方法，其中，該方法還包含一PH值調整步驟，于光源照射之前， 當廢液中包含銅離子、鋅離子時，調整所述廢液PH值為6至10。
5.如權利要求I所述的方法，其中，所述重金屬離子為金離子、銀離子、銅離子、鋅離子、鎘離子、鉻離子、汞離子和鎳離子中的一種或幾種。
6.如權利要求I所述的方法，其中，所述光觸媒材料選自二氧化鈦、氧化鎢、氧化鐵、 氧化鋅、鈦酸銀、五氧化二銀、氧化錫、二氧化錯、硫化鎘、硫化鋅。
7.如權利要求I所述的方法，其中，所述光觸媒材料于所述廢液中濃度為5wt%至 IOwt % o
8.如權利要求I所述的方法，其中，所述光源為脈沖式光源。
9.如權利要求I所述的方法，其中，所述光源波長為350至700nm，且光源照射時間為 5至60分鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供一種去除廢液中重金屬的方法，利用光觸媒材料光還原方式，使廢液中的金屬離子還原成重金屬，之后將重金屬沉淀或過濾去除，讓廢液達到可排放標準。
文檔編號C02F1/30GK102531095SQ201110185150
公開日2012年7月4日 申請日期2011年7月4日 優(yōu)先權日2010年12月14日
發(fā)明者吳界欣, 吳耀勛, 楊重光, 沈芳如, 蘇昭瑾, 邱德威 申請人:佳龍科技工程股份有限公司, 吳界欣, 吳耀勛