一種含鎳廢水的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種處理含鎳廢水的污水處理方法。該方法包括先用木質(zhì)素磺酸鹽螯合鎳，再用活性炭吸附螯合鎳的木質(zhì)素磺酸鹽兩個步驟。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有較為明顯的優(yōu)點(diǎn)：（1）該處理方法中活性炭和木質(zhì)素磺酸鈉價格低廉、來源豐富，且具有可再生的特點(diǎn)，能夠循環(huán)利用，成本優(yōu)勢明顯，具有較好的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會效益；（2）該處理方法工藝簡單，適用范圍廣，鎳離子去除效率高，最佳去除率可達(dá)95%，具有較好的推廣應(yīng)用前景。
【專利說明】一種含鎳廢水的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種處理含鎳廢水的污水處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎳是重金屬一種，屬VDI B族金屬元素，原子序數(shù)28，在工業(yè)上主要用于制造不銹鋼和抗腐蝕合金，并廣泛用于鍍鎳、鑄幣、制造催化劑和玻璃陶瓷等。鎳對大氣、水體、土壤都具有污染性，其中天然水中的鎳常以鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽以及某些有機(jī)和無機(jī)絡(luò)合物的形式溶解于水。鎳污染指的是由鎳及其化合物所引起的環(huán)境污染，如果鎳不經(jīng)處理直接排放于環(huán)境中，鎳元素會通過食物鏈的富集作用進(jìn)入人體。人體內(nèi)過量鎳元素及其化合物的攝入，除對人體產(chǎn)生過敏反應(yīng)外，還會引起神經(jīng)衰弱癥、影響多種酶的作用和內(nèi)分泌的正常表達(dá)，甚至影響到正?；虻谋磉_(dá)，從而導(dǎo)致畸形、癌癥的多發(fā)。因此，鎳對環(huán)境、對人體健康的危害是不容忽視的，嚴(yán)格控制鎳排放及治理鎳污染已迫在眉睫。
[0003]目前，鎳污染主要來自于電鍍、電池、印染等行業(yè)生產(chǎn)中的廢水，針對鎳廢水處理方法可分為化學(xué)方法、物理化學(xué)法和生物法。生產(chǎn)實(shí)踐中較為成熟的堿法處理屬于化學(xué)沉淀法，其原理是通過加入化合物將廢水中的鎳離子形成Ni (OH) 2沉淀而去除，但是該方法去除效果有限，主要受鎳的離子形態(tài)影響較大。生物處理鎳廢水方法是最為經(jīng)濟(jì)環(huán)保的方法，其原理是通過富集植物將廢水中的鎳元素及其化合物富集于植物組織，然后收獲植物并進(jìn)一步集中處理，但是這種處理方法周期長、且受限于植物生長的季節(jié)性限制，因此目前難以具備較為實(shí)際的應(yīng)用價值。
[0004]物理化學(xué)法是近年在重金屬污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】所發(fā)展起來的一種新的、較為實(shí)用的污水處理方法，其結(jié)合了物理吸附的簡單、易操作的優(yōu)點(diǎn)和化學(xué)去除能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，具有較好的實(shí)際推廣意義。木質(zhì)素磺酸鹽是木質(zhì)素的重要衍生物之一，其基本組分是苯甲基丙烷衍生物，因其結(jié)構(gòu)表面具有大量的親水性官能團(tuán)，對重金屬有較好的螯合能力，因此實(shí)驗(yàn)室內(nèi)也常利用其去除重金屬污染，但是因其溶解性較強(qiáng)，往往難以將螯合重金屬后的木質(zhì)素磺酸鹽從溶液中徹底清除。而活性炭因其物理吸附能力強(qiáng)，在污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】使用較為廣泛，常利用其這一特性來吸`附去除有機(jī)污染物。現(xiàn)有研究已經(jīng)表明，活性炭對鎳污染物沒有或僅有極微弱的吸附能力，因此發(fā)明人提出了一種處理鎳污染廢水的物理化學(xué)方法，即先利用木質(zhì)素磺酸鹽螯合重金屬，然后利用活性炭吸附螯合重金屬的木質(zhì)素磺酸鹽從而達(dá)到去除重金屬的目的。而現(xiàn)有技術(shù)中，尚無有關(guān)將活性炭與木質(zhì)素磺酸鹽聯(lián)合用于處理鎳污染廢水的記載。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于提供一種較為簡便可行的去除廢水中鎳污染物的處理方法。
[0006]一種含鎳廢水的處理方法，包括以下步驟:
(I)將含鎳廢水置于反應(yīng)容器中，加入木質(zhì)素磺酸鹽，在PH為6~8，溫度為5~30°C條件下，密閉振蕩反應(yīng)；(2)在步驟(1)反應(yīng)溶液中投加活性炭,密閉振蕩反應(yīng)；
(3)將步驟(2)反應(yīng)溶液過濾，得沉淀物，即為吸附木質(zhì)素磺酸鹽與鎳離子螯合物的活性炭。
[0007]步驟(1)中木質(zhì)素磺酸鹽為木質(zhì)素磺酸鈉或木質(zhì)素磺酸鈣。
[0008]步驟(1)中當(dāng)含鎳廢水中鎳濃度為0.5~6 mg/L時，每100 mL鎳廢水中加入木質(zhì)素磺酸鹽0.5^2 mg ο
[0009]步驟(1)中當(dāng)含鎳廢水鎳濃度為I mg/L時，每100 mL鎳廢水中加入木質(zhì)素磺酸鹽 I mg。
[0010]步驟(1)中振蕩速率80 r/min時，震蕩反應(yīng)30~720 min ；
步驟(1)中振蕩速率80 r/min時，震蕩反應(yīng)120 min ；
步驟(2)中活性炭粒徑為0.45~0.9 mm,80 °C烘干24 h預(yù)處理。
[0011]當(dāng)步驟(1)加入木質(zhì)素磺酸鹽0.5~2 mg時,步驟(2)中活性炭加入10 mg。
[0012]步驟(2)密閉震蕩反應(yīng)5~60 min。
[0013]本發(fā)明屬于一種“兩步 法”去除含鎳廢水中鎳離子的方法，其主要原理是:(1)活性炭作吸附劑，具有吸附能力強(qiáng)，去除效率高等優(yōu)良特點(diǎn)，但活性炭的吸附性能也有一定的局限性，對有機(jī)物的吸附效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于對金屬離子的吸附效果；(2)木質(zhì)素磺酸鹽屬于陰離子表面活性劑，對重金屬，尤其是鎳離子有較好的螯合能力，是高效的金屬螯合劑；(3)活性炭能夠較好的吸附木質(zhì)素磺酸鹽。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有較為明顯的優(yōu)點(diǎn):(1)該處理方法中活性炭和木質(zhì)素磺酸鈉價格低廉、來源豐富，且具有可再生的特點(diǎn)，能夠循環(huán)利用，成本優(yōu)勢明顯，具有較好的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會效益；(2)該處理方法工藝簡單，適用范圍廣，鎳離子去除效率高，最佳去除率可達(dá)95%，具有較好的推廣應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋說明。
[0016]實(shí)施例1
為檢驗(yàn)本發(fā)明所提供去除鎳廢水中鎳離子的方法的去除效果，發(fā)明人做了進(jìn)一步的檢測實(shí)驗(yàn)。
[0017](I)首先以去離子水中加入鎳標(biāo)準(zhǔn)液，配制成《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB25467-2010?)中現(xiàn)有企業(yè)水污染物排放濃度限值2倍濃度的模擬廢水，然后調(diào)節(jié)ph=6。
[0018](2)在上述模擬廢水中加入木質(zhì)素磺酸鈉I mg，20°C，振蕩速率80 r/min，振蕩反應(yīng) 120min ；
(3)在木質(zhì)素磺酸鈉螯合完成鎳離子后，即上述反應(yīng)結(jié)束后，加入經(jīng)前期80°C烘干24h預(yù)處理的，粒徑為0.45~0.9 mm活性炭IOmg,振蕩速率80 r/min,振蕩反應(yīng)30min ;最后經(jīng)測定，模擬廢水中鎳的去除率可達(dá)95.1%。
[0019]需要說明的是，鎳的去除率是根據(jù)處理前后鎳的濃度差來計(jì)算，去除率E %計(jì)算公式如下:
[%=.￡ι:.￡;....χ100%
c0式中:Co( mg/L)為反應(yīng)前模擬廢水中鎳濃度；ce(mg/L)為反應(yīng)后模擬廢水中鎳濃度，鎳濃度測定采用火焰原子吸收分光光度計(jì)在232.0 nm波長下，檢測其吸光度得出鎳的濃度數(shù)值。
[0020]實(shí)施例2
實(shí)驗(yàn)方法同實(shí)施例1，因此僅列舉部分實(shí)驗(yàn)參數(shù)如下:
(O鎳廢水中鎳濃度為1 mg/L, pH = 6,體積100 mL ；
(2)加入木質(zhì)素磺酸鹽1mg,溫度20 °C,振蕩速率80 r/min,振蕩5 min ；
(3)加入經(jīng)前期80°C烘干24 h預(yù)處理的，粒徑為0.45~0.9 mm活性炭10mg，振蕩速率80 r/min，振蕩反應(yīng)5min ;最后經(jīng)測定，模擬廢水中鎳的去除率可達(dá)68.7%。
[0021]實(shí)施例3
實(shí)驗(yàn)方法同實(shí)施例1，因此僅列舉部分實(shí)驗(yàn)參數(shù)如下:
(O鎳廢水中鎳濃度為1 mg/L, pH = 6,體積100 mL ；
(2)加入木質(zhì)素磺酸鹽1mg,溫度20 °C,振蕩速率80 r/min,振蕩720 min ；
(3)加入經(jīng)前期80°C烘干24 h預(yù)處理的，粒徑為0.45~0.9 mm活性炭10mg，振蕩速率80 r/min，振蕩反應(yīng)5min ;最后經(jīng)測定，模擬廢水中鎳的去除率可達(dá)94.2%。
[0022]實(shí)施例4
實(shí)驗(yàn)方法同實(shí)施例1，因此僅列舉部分實(shí)驗(yàn)參數(shù)如下:
(1)鎳廢水中鎳濃度為0.5mg/L, pH = 6,體積100 mL ；
(2)加入木質(zhì)素磺酸鹽1mg,溫度20 °C,振蕩速率80 r/min,振蕩60 min ；
(3)加入經(jīng)前期80°C烘干24 h預(yù)處理的，粒徑為0.45~0.9 mm活性炭10mg，振蕩速率80 r/min，振蕩反應(yīng)5min ;最后經(jīng)測定，模擬廢水中鎳的去除率可達(dá)92%。
[0023]實(shí)施例5
實(shí)驗(yàn)方法同實(shí)施例1，因此僅列舉部分實(shí)驗(yàn)參數(shù)如下:
(O鎳廢水中鎳濃度為10mg/L, pH = 6,體積100 mL ；
(2)加入木質(zhì)素磺酸鹽1mg,溫度20 °C,振蕩速率80 r/min,振蕩60 min ；
(3)加入經(jīng)前期80°C烘干24 h預(yù)處理的，粒徑為0.45~0.9 mm活性炭10mg，振蕩速率80 r/min，振蕩反應(yīng)5min ;最后經(jīng)測定，模擬廢水中鎳的去除率可達(dá)53.4%。
[0024]實(shí)施例6
實(shí)驗(yàn)方法同實(shí)施例1，因此僅列舉部分實(shí)驗(yàn)參數(shù)如下:
(O鎳廢水中鎳濃度為4mg/L, pH = 6,體積100 mL ；
(2)加入木質(zhì)素磺酸鹽1mg,溫度20 °C,振蕩速率80 r/min,振蕩60 min ；
(3)加入經(jīng)前期80°C烘干24 h預(yù)處理的，粒徑為0.45~0.9 mm活性炭10mg，振蕩速率80 r/min，振蕩反應(yīng)5min ;最后經(jīng)測定，模擬廢水中鎳的去除率可達(dá)90.7%。
[0025]上述實(shí)施例是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，在上述實(shí)施例基礎(chǔ)上，對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)變化，例如:對反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、木質(zhì)素磺酸鹽加入量等數(shù)值進(jìn)行適當(dāng)變換，即可得出本發(fā)明請求保護(hù)的專利權(quán)范圍。當(dāng)然，隨著，技術(shù)參數(shù)的變化，鎳去除率也會隨之發(fā)生變化，但是在上述發(fā)明思想基礎(chǔ)上的改變均應(yīng)在本發(fā)明專利權(quán)請求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種含鎳廢水的處理方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)將含鎳廢水置于反應(yīng)容器中，加入木質(zhì)素磺酸鹽，在PH為6~8，溫度為5~30°C條件下，密閉振蕩反應(yīng)； (2)在步驟(1)反應(yīng)溶液中投加活性炭,密閉振蕩反應(yīng)； (3)將步驟(2)反應(yīng)溶液過濾，得沉淀物，即為吸附木質(zhì)素磺酸鹽與鎳離子螯合物的活性炭。
2.如權(quán)利要求1所述含鎳廢水的處理方法，其特征在于，步驟(1)中木質(zhì)素磺酸鹽為木質(zhì)素磺酸鈉或木質(zhì)素磺酸鈣。
3.如權(quán)利要求1所述含鎳廢水的處理方法，其特征在于，步驟(1)中當(dāng)含鎳廢水中鎳濃度為0.5~6 mg/L時,每100 mL鎳廢水加入木質(zhì)素磺酸鹽0.5^2 mg。
4.如權(quán)利要求1所述含鎳廢水的處理方法，其特征在于，步驟(1)中振蕩速率80r/min時，震蕩反應(yīng)30~720 min。
5.如權(quán)利要求1所述含鎳廢水的處理方法，其特征在于，步驟(2)中活性炭粒徑為0.45~0.9 mm, 80 °C烘干24 h預(yù)處理。
6.如權(quán)利要求1所述含鎳廢水的處理方法，其特征在于，步驟(2)密閉震蕩反應(yīng)5~60min。
7.如權(quán)利要求3所述含鎳廢水的處理方法，其特征在于，步驟(2)中活性炭加入10mg。
8.如權(quán)利要求3所述含鎳廢水的處理方法，其特征在于，步驟(1)中當(dāng)含鎳廢水鎳濃度為I mg/L時,每100 mL鎳廢水加入木質(zhì)素磺酸鹽I mg。
9.如權(quán)利要求4所述含鎳廢水的處理方法，其特征在于，步驟(1)中振蕩速率80r/min時，震蕩反應(yīng)120 min。
【文檔編號】C02F1/28GK103508538SQ201310440799
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】李春光, 張弋, 許可, 彭偉功, 崔節(jié)虎, 鄭賓國, 劉蕾, 梁麗珍 申請人:鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院