重金属废水处理剂以及重金属废水处理剂的应用

技术领域

本发明涉及废水处理领域，具体地，涉及一种重金属废水处理剂以及重金属废水处理剂的应用。

背景技术

作为第一类污染物的重金属具有累积性和非生物降解性等特点，对生态系统和人类健康造成极大危害。由于工业快速发展，重金属对水资源的污染越来越严重，随着环保法规的日趋严格，水中重金属的去除已越来越成为一个重要问题。

重金属处理方法主要有化学沉淀法、离子交换法、反渗透和吸附等方法。其中吸附法和沉淀法操作简单、成本低，是最常用的重金属废水处理方法。有文献报道有机硫类化合物在去除重金属处理中研究较多，其中三巯基三嗪类化合物在去除重金属时效果较好，其曾被美国化学界评为最有应用前途的重金属捕集剂，一般是通过三聚氰氯与硫化钠或硫氢化钠在氢氧化钠溶液中反应而制得。目前，对于三巯基三嗪类化合物的研究，文献多侧重于三巯基三嗪类化合物本身的应用研究，对其复配应用研究不够，使其使用剂量和成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种重金属废水处理剂以及该重金属废水处理剂的应用，该废水处理剂以三巯基三嗪类化合物和其它物质进行复配，降低了废水处理剂中的三巯基三嗪化合物用量，将其用于含汞和含铅废水处理过程中，形成的絮体粗大，不但成本低，且具有更好的沉淀分离效果，处理后废水中重金属达到排放标准，可以满足重金属废水的处理要求。

本发明的发明人经研究后发现，将水溶性金属硫化物、纤维素和/或其衍生物、三巯基三嗪化合物复配使用可以获得增效作用，从而更充分地发挥三巯基三嗪化合物去除重金属的作用，提高废水处理效果，降低单一药剂(纤维素和/或其衍生物、三巯基三嗪化合物)的使用量，同时具有较好的沉淀分离效果。

基于此，本发明第一方面提供一种重金属废水处理剂，该废水处理剂含有水溶性金属硫化物、纤维素和/或其衍生物以及三巯基三嗪化合物。

优选地，所述三巯基三嗪化合物为三巯基三嗪三钠盐和/或三巯基三嗪单钠盐。

优选地，所述纤维素衍生物选自羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素中的至少一种。

优选地，水溶性金属硫化物、纤维素和/或其衍生物以及三巯基三嗪化合物的重量比为1：(0.5-4)：(1-4)。

本发明第二方面提供上述重金属废水处理剂在废水处理中的应用。

通过采用本发明提供的重金属废水处理剂，不仅可以减少废水处理剂的用量，节约成本，且将上述重金属废水处理剂用于含汞含铅的废水处理过程中，具有更好的沉淀分离效果。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明第一方面提供一种重金属废水处理剂，该废水处理剂含有水溶性金属硫化物、纤维素和/或其衍生物以及三巯基三嗪化合物。

根据本发明，优选地，所述纤维素衍生物选自羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素中的至少一种。

根据本发明，优选地，所述三巯基三嗪化合物为三巯基三嗪三钠盐和/或三巯基三嗪单钠盐。所述三巯基三嗪化合物可以通过商购得到。所述三巯基三嗪三钠盐可以为2,4,6-三巯基-1,3,5-三嗪三钠盐。所述三巯基三嗪单钠盐可以为2,4,6-三巯基-1,3,5-均三嗪单钠盐。

根据本发明，所述水溶性金属硫化物是指能够直接溶于水的金属硫化物，或者是在应用环境下，在其他物质辅助下能够溶于水的金属硫化物。

根据本发明的一种优选实施方式，所述水溶性金属硫化物为硫化钠和/或硫化钾，进一步优选为硫化钠。

根据本发明的一种优选实施方式，水溶性金属硫化物、纤维素和/或其衍生物以及三巯基三嗪化合物的重量比为1：(0.5-4)：(1-4)，更优选为1：(1-3)：(2-4)。将水溶性金属硫化物、纤维素和/或其衍生物以及三巯基三嗪化合物三者复配，不但能够发挥较好的废水处理效果，且有利于降低三巯基三嗪化合物的用量，更能够节约成本。

根据本发明的更优选地实施方式，该废水处理剂含有硫化钠、纤维素、纤维素衍生物以及三巯基三嗪化合物，优选地，硫化钠、纤维素、纤维素衍生物以及三巯基三嗪化合物的重量比为1：(0.5-1.5)：(0.5-1.5)：(2-4)。

本发明所述的废水处理剂可以通过将水溶性金属硫化物、纤维素和/或其衍生物和三巯基三嗪化合物混合得到，进一步地，还可以在混合过程中加入一定量的水。对所述水的加入量没有特别的限定，以更有利于水溶性金属硫化物、三巯基三嗪化合物和纤维素和/或其衍生物的混合为基准。即优选情况下，所述废水处理剂还可以含有水，优选地，以所述废水处理剂的总量为基准，所述水的含量为10-60重量％。

本发明第二方面提供上述的重金属废水处理剂在废水处理中的应用。本发明的重金属废水处理剂适用于各种废水的处理，特别适用于含汞含铅重金属废水的处理，将其应用于含汞含铅重金属废水的处理过程中，不仅能够降低药剂用量，降低成本，且具有更好的沉淀分离效果。

根据本发明的应用，优选地，所述废水中含有重金属，所述重金属为汞元素和/或铅元素。本发明对所述废水中重金属的含量没有特别的限定，优选地，所述重金属的含量为1-50mg/L。

根据本发明的应用，对于废水处理剂的用量没有特别的限定，所述废水处理剂的用量可以根据废水中重金属的量进行适当的选择。优选地，重金属与废水处理剂的重量比为1：(10-20)。

根据本发明的应用，优选地，在pH为7-11条件下，将废水处理剂于废水接触。所述接触的时间优选为5-120min。

本发明中，可以使用各种碱溶液对所述pH进行调节，例如，所述碱溶液可以为氨水、氢氧化钠水溶液和氢氧化钾水溶液中的至少一种。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

废水中重金属含量通过ICP-MS方法进行测定。

羟甲基纤维素购自河北任丘市金叶工业有限公司，羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、纤维素均购自肥城雨田化工有限公司

三巯基三嗪三钠盐购自上海劲科化学科技有限公司，三巯基三嗪单钠购自天津市轩辕蓝清环保科技有限公司。

实验废水性质见表1。

表1

实施例1

称取10g硫化钠、10g纤维素和40g三巯基三嗪三钠，然后加入40g水进行混合，得到废水处理剂。三者比例为1:1:4。

取1L废水，加入上述废水处理剂100mg，采用15重量％的氢氧化钠溶液调节pH值为9，接触时间为20min。

取上清液测定水中重金属含量，结果列于表2中。

实施例2

称取15g硫化钠、45g羧甲基纤维素和30g三巯基三嗪单钠，然后加入10g水进行混合，得到废水处理剂。三者比例为1:3:2。

取1L废水，加入该废水处理剂120mg，采用15重量％的氢氧化钠溶液调节pH值为8，接触时间为20min。

取上清液测定水中重金属含量，结果列于表2中。

实施例3

称取8g硫化钠、24g羟乙基纤维素和32g三巯基三嗪单钠，然后加入36g水进行混合，得到废水处理剂。三者比例为1:3:4。

取1L废水，加入该废水处理剂80mg，采用15重量％的氢氧化钠溶液调节pH值为11，接触时间为20min。

取上清液测定水中重金属含量，结果列于表2中。

实施例4

称取12g硫化钠、12g羟丙基纤维素和24g三巯基三嗪三钠，然后加入52g水进行混合，得到废水处理剂。三者比例为1:1:2。

取1L废水，加入该废水处理剂80mg，采用15重量％的氢氧化钠溶液调节pH值为10，接触时间为20min。

取上清液测定水中重金属含量，结果列于表2中。

实施例5

称取15g硫化钠、30g羟丙基纤维素和45g三巯基三嗪三钠，然后加入10g水进行混合，得到废水处理剂。三者比例为1:2:3。

取1L废水，加入该废水处理剂100mg，采用15重量％的氢氧化钠溶液调节pH值为10，接触时间为20min。

取上清液测定水中重金属含量，结果列于表2中。

实施例6

称取12g硫化钠、12g羟丙基纤维素、12g纤维素和36g三巯基三嗪三钠，然后加入28g水进行混合，得到废水处理剂。四者比例为1:1:1:3。

取1L废水，加入该废水处理剂100mg，采用15重量％的氢氧化钠溶液调节pH值为10，接触时间为20min。

取上清液测定水中重金属含量，结果列于表2中。

实施例7

称取10g硫化钠、8g羟乙基纤维素和42g三巯基三嗪三钠，然后加入40g水进行混合，得到废水处理剂。三者比例为1:0.8:4.2。

取1L废水，加入该废水处理剂140mg，采用15重量％的氢氧化钠溶液调节pH值为9，接触时间为20min。

取上清液测定水中重金属含量，结果列于表2中。

实施例8

按照实施例1的方法，不同的是，将硫化钠替换为等质量的硫化钾。取上清液测定水中重金属含量，结果列于表2中。

对比例1

取100mg三巯基三嗪三钠加入1L废水，采用15重量％的氢氧化钠溶液调节pH值为9，静置20min。

取上清液测定水中重金属含量，结果列于表2中。

对比例2

取2g纤维素和1g硫化钠加入10L废水中，采用15重量％的氢氧化钠溶液调节pH值为8，接触时间为20min。

取上清液测定水中重金属含量，结果列于表2中。

对比例3

称取30g三巯基三嗪三钠和18g羟丙基纤维素，然后加入52g水进行混合，得到废水处理剂。其中，三巯基三嗪三钠与羟丙基纤维素的重量比为1.67:1。

取1L废水，加入该废水处理剂100mg，采用盐酸调节pH值为5.5，接触时间为20min。

取上清液测定水中重金属含量，结果列于表2中。

表2

从表2中的数据可以看出，本发明提供的重金属废水处理剂具有良好的去除废水中重金属汞和铅的性能，能够满足废水的重金属排放要求。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。