一種含鉈廢水深度凈化處理工藝的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種含鉈廢水深度凈化處理工藝，屬于污水處理技術(shù)領域。
【背景技術(shù)】
[0002]鉈及其鹽類是一類環(huán)境危害性極強的水體污染物，甚至低濃度的鉈都會對生命體產(chǎn)生嚴重的毒害作用。鉈對哺乳動物的毒害作用遠遠超過Hg、As、Cd、Pb、Sb等常規(guī)重金屬。鉈主要通過含鉈礦山的開發(fā)、金屬冶煉、含鉈礦物區(qū)的降塵、廢物排放等途徑進入水環(huán)境。鉈可參與水循環(huán)，并通過食物鏈或飲水等途徑進入人體，并在骨骼、腎臟等器官內(nèi)積蓄，造成毛發(fā)脫落、肌肉萎縮、中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷等癥狀，嚴重的會危及生命。
[0003]鉈及其化合物又被廣泛用于工業(yè)原料，如有機合成中的氧化劑、陶瓷半導體材料、珠寶仿制品、低溫溫度計、耐腐蝕容器、紅外分光光度計、合金、電子設備、特種玻璃等。鉈正在成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)必不可少的一種材料。
[0004]近年來，水體鉈污染已呈上升趨勢，但行之有效的鉈污染治理技術(shù)卻很少，目前，含鉈廢水主要處理工藝有以下幾種。
[0005](I)化學氧化沉淀法:公開號為CN1067229的發(fā)明專利“含鉈廢水處理方法”主要是在氧化和堿性條件下，鉈從一價向三價轉(zhuǎn)化，可在污染水體中加入氧化劑和堿性物質(zhì)(如石灰等)，使鉈形成沉淀去除。另外，利用硫化沉淀是通過添加粉末黃鐵礦來引入硫和鐵，主要原理為堿性還原條件下(pH > 7.4，Eh < -200mv)，通過添加硫化物的方式，Tl+可形成Tl2S沉淀，廢水中的鉈可以降低到2.0 μ g/L水平，限于沉淀物的溶度積限值，然而無法達到0.1 μ g/L《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)要求；氯化沉淀法:飽和NaCl溶液可以促使廢水中Tl+以TlCl形式有效沉淀，廢水中鉈的濃度可以降低到2 μ g/L的水平，無法進行深度處理，不能滿足排放要求；沉淀法工藝簡單，處理效果較好，但是被處理后廢水中含硫量〉lmg/L，不能排放，存在二次污染，難以穩(wěn)定達到標準。
[0006](2)吸附法:吸附法又可分為一般吸附和離子選擇吸附，利用鉈易被“海綿吸附體”吸附的性質(zhì)，在被污染水體中加入MnO (固)等吸附劑，降低鉈的活動速率并使其沉淀；美國EPA推薦了用活性Al凈化法和離子交換法來治理含量不是很高(< 10 μ g/L)的飲用水，用該方法處理后的飲用水鉈含量可以降低到2ug/L的飲用標準，且只適用于低濃度(< 10 μ g/L)的含鉈廢水處理，在大量含鉈廢水的處理過程中難以推廣應用。
[0007](3)膜法:膜法主要超濾法、反滲透和電滲析法，這些方法只能起到分離濃縮的作用，難以從水中徹底去除含鉈污染物。
[0008](4)生物法:利用鉈耐受性菌株絮凝處理鉈礦山廢水，其去除率最高可達70.8%(pH=8，溫度為16°C，攪拌時間為4min)，生物法微生物的耐受性及抗沖擊負荷仍然局限其應用。
[0009]以上方法只能用于低濃度的含鉈廢水處理，在鉈濃度較高的情況下，無法有效去除鉈離子。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是，在較高的鉈濃度下，現(xiàn)有的凈化處理工藝不能使鉈濃度達到地表水環(huán)境質(zhì)量標準的要求。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)方案是，提供一種含鉈廢水深度凈化處理工藝，包括以下步驟:(I)向含鉈廢水中加入過量氧化劑，將Tl+氧化成Tl 3+； (2)調(diào)節(jié)所述含鉈廢水的pH至7?13，生成氫氧化鉈沉淀；(3)固液分離除去所述含鉈廢水中的氫氧化鉈沉淀，得到初步凈化水；
(4)在所述初步凈化水中加入還原劑，使初步凈化水中的氧化還原電位在200 mV以下；(5)將步驟(4)處理后的初步凈化水通入裝有吸附樹脂的離子交換柱中凈化得到深度凈化水；所述吸附樹脂為含巰基的大孔螯合樹脂。
[0012]進一步地，步驟(2)完成后，向所述含鉈廢水中加入絮凝劑。
[0013]進一步地，所述絮凝劑為聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁、三氯化鐵、聚丙烯酰胺和明礬中的一種或幾種。
[0014]進一步地，步驟(I)中，向含鉈廢水中加入過量氧化劑，使該含鉈廢水的氧化還原電位在470 mV以上。
[0015]進一步地，步驟(I)中，所述氧化劑為二氧化氯、過氧化氫、高錳酸鉀、高氯酸鹽、次氯酸鹽和過硫酸鹽中的一種或幾種。
[0016]進一步地，所述還原劑為亞鐵鹽、亞硫酸鹽中的一種或幾種。
[0017]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案包括如下步驟。
[0018](I)控制氧化:向含鉈廢水中加入計量的氧化劑，將Tl+氧化成Tl 3+。氧化劑包括但不限于次氯酸鈉、次氯酸鈣等次氯酸鹽，二氧化氯，高氯酸鹽，過氧化氫，高錳酸鉀，過硫酸鹽。氧化劑用量需要過量，通過氧化還原電位計(ORP)控制氧化劑的用量?？刂蒲趸€原電位下限值為470 mV，當ORP值穩(wěn)定達到設定的下限值以上后，即為加料完成。氧化劑分批加入，全部加完后，繼續(xù)氧化反應15?120min。
[0019](2)調(diào)整并控制體系酸堿度:在氧化反應后或在氧化反應前或在氧化反應過程中，通過向含鉈廢水中加入酸或堿調(diào)整酸堿度，并控制酸堿度保持穩(wěn)定。所用的酸可以是包括但不限于鹽酸，硫酸、硝酸、磷酸、醋酸中的一種或兩種及兩種以上的混合酸，兩種及兩種以上混合時，可以是任意比例。所用的堿可以是包括但不限于氫氧化鈉，氫氧化鉀，氫氧化鈣，氧化鈣中的一種或兩種及兩種以上的混合堿，兩種及兩種以上混合時，可以是任意比例。體系酸堿度調(diào)整到能使氧化產(chǎn)生的Tl3+生成氫氧化鉈沉淀，一般調(diào)整并控制體系酸堿度(pH值)在7?13之間。
[0020](3)固液分離:為了使生成的氫氧化鉈更好地完全沉淀，向經(jīng)氧化并生成氫氧化鉈的含鉈廢水中加入一定量的絮凝劑。絮凝劑是在水中能發(fā)生絮凝反應的包括但不限于聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁、三氯化鐵、聚丙烯酰胺、明礬中的一種或兩種及兩種以上的混合物，兩種及兩種以上混合使用時，可以是任意比例。加入絮凝劑后，混凝攪拌一定時間，一般為5?60min后，進行固液分離。分離方式可以是自然沉降澄清后取上清液，也可以通過機械強制分離，如壓濾、離心分離、真空過濾等，也可以是細砂、活性炭或其他