一種原位產生納米二氧化錳吸附除Tl+和/或Cd2+的水處理方法技術

一種原位產生納米二氧化錳吸附除Tl+和/或Cd2+的水處理方法，涉及含鉈和/或鎘的水源水的水處理方法。解決現有針對受鉈和/或鎘污染的水源水的水處理技術工藝復雜、運行成本高，并且鉈和/或鎘的去除效率低的問題。向含Tl+和/或Cd2+的水中投加高錳酸鹽和硫代硫酸鈉，攪拌得混合溶液，再加入混凝劑，再常規水處理即可。本發明專利技術利用高錳酸鹽與硫代硫酸鈉反應原位產生納米二氧化錳，其比表面積大、電負性高、易于沉淀分離，能夠有效吸附去除水中低濃度的Tl+和/或Cd2+，達到國家《生活飲用水衛生標準》規定。去除效率高、工藝簡單、操作靈活方便、不改變水廠原有處理工藝及運行成本低優點，可用于水污染事件的應急處理。

Water treatment method for producing nano manganese dioxide in situ to remove Tl+ and / or Cd2+

The invention relates to a water treatment method for in-situ production of nano manganese dioxide for adsorption of Tl+ and / or Cd2+, involving water treatment methods for source water containing thallium and / or cadmium. The present invention solves the problems of complicated water treatment process, high running cost and low removal efficiency of thallium and / or cadmium in the existing water treatment technology for polluted raw water contaminated by thallium and / or cadmium. Add permanganate and sodium thiosulfate into the water containing Tl+ and / or Cd2+, mix the solution into the mixture, then add the coagulant, and then deal with the conventional water. The present invention using in situ permanganate and sodium thiosulfate to produce nanometer manganese dioxide, its large surface area, high electronegativity and easy precipitation separation, can remove low concentration of effective adsorption of Tl+ and / or Cd2+, up to the national \drinking water health standards\ provisions. The utility model has the advantages of high removal efficiency, simple process, flexible operation, no change of the original treatment process and low running cost of the water treatment plant, and can be used for the emergency treatment of the water pollution incident.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種含鉈和/或鎘的水源水的水處理方法，具體涉及采用原位產生納 米二氧化錳吸附除Tl+和/或Cd2+的水處理方法。
技術介紹
鉈是一種高度分散的稀有金屬元素，廣泛應用于化工、電子、醫藥、航天、高能物理 和超導材料等行業，同時鉈又是一種生理毒性很強的元素。由于含鉈資源的不斷開發利用， 鉈進入水環境的途徑日益擴大。因此，鉈成為水處理研究領域比較受關注的劇毒重金屬元 素之一。鉈在自然界中主要以正一價形式存在，其毒性大于砷，可通過消化道、皮膚接觸、 漂塵煙霧的吸入進入人體，導致人體鉈中毒。鉈中毒會導致下肢麻木或疼痛、腰痛、脫發、 失明、頭痛、精神不振、肌肉痛、手足顫動、走路不穩等，甚至導致染色體畸變、干擾DNA的合 成，嚴重的鉈中毒可導致成為植物人。鎘的毒性眾所周知，可以通過食物鏈進行富集，鎘中 毒后，主要表現為腎機能障礙、骨質疏松和軟化，使人感到終日疼痛不止。近年來，我國水環境中鉈、鎘污染日益嚴重，如廣東省北江流域鉈(I) (Tl+)、鎘 (II) (Cd2+)污染，直接導致人的身體健康受到危害，嚴重威脅到公共衛生安全，產生較大的 社會影響。因此，對于受重金屬鉈(I)、鎘(II)污染的水源水進行應急處理顯得尤為重要， 開發高效、便宜、使用方便的應急處理技術已經迫在眉睫。目前，對于受鉈(I)污染的水源水，尚沒有成熟的處理技術，單純通過增加混凝劑 的方法不能使鉈達到《生活飲用水衛生標準》中規定的限制(O. lyg/L)；另外，利用石灰調 節PH值的中和法不但操作繁瑣，而且能耗和成本較高。對于受鎘(II)污染的水源水，石灰 中和法是一種使用較多的處理方法，但該方法需要在高PH下才能發揮明顯效果，而且處理 后還需要將PH調回至中性，藥劑耗量大，處理成本高。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種原位產生納米二氧化錳吸附除Tl+和/或Cd2+的水處理 方法，解決現有針對受鉈和/或鎘污染的水源水的水處理技術工藝復雜、運行成本高，并且 鉈和/或鎘的去除效率低的問題，實現了鉈和/或鎘的有效去除，達到《生活飲用水衛生標 準》，鉈低于0. 1 μ g/L，鎘低于5 μ g/L。本專利技術一種原位產生納米二氧化錳吸附除Tl+和/或Cd2+的水處理方法是通過以 下步驟實現的一、向含Tl+和/或Cd2+的水中投加高錳酸鹽和硫代硫酸鈉，然后以280 320轉/分鐘的速度攪拌反應1 10分鐘，得混合溶液，其中投加的高錳酸根和硫代硫酸 鈉的摩爾比為8 3，高錳酸鹽的投加量為0.5 10mg/L;二、向步驟一得到的混合溶液中 投加混凝劑，然后依次經過常規水處理工藝的混凝、沉淀、過濾后即可去除水中Tl+和/或 Cd2+。本專利技術步驟一中投加的高錳酸鹽為高錳酸鉀或高錳酸鈉。本專利技術在高錳酸鹽的選擇中，以不向水源水中引入其它的飲用水中限制的、有害的雜元素為準。本專利技術步驟一的預處理中高錳酸鹽與硫代硫酸鈉的投加的摩爾比為8 3，等當 量反應為8Mn04>3S2032>H20 = 8Mn02 I +6S0廣+2Η(Γ本專利技術利用高錳酸鹽與硫代硫酸鈉按等當量反應原位產生納米二氧化錳吸附劑， 此吸附劑具有比表面積大、電負性高、易于沉淀分離的特點，能夠有效吸附去除水中低濃度 的Tl+和/或Cd2+，能保證飲用水源中低濃度的鉈(I) (Tl+)、鎘(II) (Cd2+)在水廠出水時達 到國家《生活飲用水衛生標準》中規定的限制(鉈為O.lyg/L，鎘為5yg/L)。該工藝具有 去除效率高、工藝簡單、操作靈活方便、不改變水廠原有處理工藝及運行成本低等優點，可 用于水污染事件的應急處理。本專利技術利用高錳酸鉀與硫代硫酸鈉按等當量反應原位產生納米二氧化錳吸附劑 的同時還會生產少量的氫氧根，更有利于二氧化錳對Tl+的吸附去除。本專利技術對Tl+和/或Cd2+的去除效率達到90%以上。附圖說明圖1是具體實施方式六中Tl+的最終去除效果曲線圖；圖2是具體實施方式七中 Cd2+的最終去除效果曲線圖。具體實施例方式本專利技術技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的 任意組合。具體實施方式一本實施方式一種原位產生納米二氧化錳吸附除Tl+和/或Cd2+ 的水處理方法是通過以下步驟實現的一、向含Tl+和/或Cd2+的水中投加高錳酸鹽和硫代 硫酸鈉，然后以280 320轉/分鐘的速度攪拌反應1 10分鐘，得混合溶液，其中投加的 高錳酸根和硫代硫酸鈉的摩爾比為8 3，高錳酸鹽的投加量為0. 5 10mg/L，所述高錳酸 鹽為高錳酸鉀或高錳酸鈉；二、向步驟一得到的混合溶液中投加混凝劑，然后依次經過常規 水處理工藝的混凝、沉淀、過濾后即可去除水中Tl+和/或Cd2+。本實施方式的步驟一中所述含Tl+和/或Cd2+的水是指含Tl+和/或Cd2+的飲用 水源水。在高錳酸鹽的選擇以不向水源水中引入其它飲用水中限制的、有害的雜元素為準。本實施方式利用等當量投加高錳酸鉀和硫代硫酸鈉反應原位產生納米二氧化錳 的比表面積大、電負性高、易于沉淀分離的特點吸附去除水中低濃度的Tl+和/或Cd2+，能保 證飲用水源中低濃度的鉈⑴(Tl+)、鎘(II) (Cd2+)在水廠出水時達到國家《生活飲用水衛 生標準》中規定的限制(鉈為0. 1 μ g/L，鎘為5μ g/L)，該工藝具有去除效率高、工藝簡單、 操作靈活方便、不改變水廠原有處理工藝及運行成本低等優點，可用于水污染事件的應急 處理。本實施方式利用高錳酸鉀與硫代硫酸鈉按等當量反應原位產生納米二氧化錳吸 附劑的同時還會生產少量的氫氧根，更有利于二氧化錳對Ti+的吸附去除。本實施方式對Tl+和/或Cd2+的去除效率達到90%以上。具體實施方式二 本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟一中高錳酸鹽的投4加量為1 5mg/L。其它步驟及參數與具體實施方式一相同。具體實施方式三本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟一中高錳酸鹽的投 加量為:3mg/L。其它步驟及參數與具體實施方式一相同。具體實施方式四本實施方式與具體實施方式一、二或三不同的是步驟一中以 300轉/分鐘的速度攪拌反應10分鐘。其它步驟及參數與具體實施方式一、二或三相同。具體實施方式五本實施方式與具體實施方式一至四之一不同的是步驟二中混凝 劑為硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、氯化鐵、聚合硫酸鐵或者聚合氯化鐵。其它步驟及參 數與具體實施方式一至四之一相同。具體實施方式六本實施方式為原位產生納米二氧化錳吸附除Tl+的水處理方法 是通過以下步驟實現的一、向含Tl+的水中投加高錳酸鉀和硫代硫酸鈉，然后以300轉/ 分鐘的速度攪拌反應10分鐘，得混合溶液，其中投加的高錳酸鉀和硫代硫酸鈉的摩爾比為 8 3，高錳酸鉀的投加量為;3mg/L;二、向步驟一得到的混合溶液中投加混凝劑，然后依次 經過常規水處理工藝的混凝、沉淀、過濾后即可去除水中Tl+。本實施方式步驟一中含Tl+的水中Tl+含量為1 μ g/L，投加的高錳酸鉀和硫代硫 酸鈉的摩爾比為8 3。本實施方式中步驟二投加的混凝劑為硫酸鋁。本實施方式步驟一中攪拌反應時間與Tl+的最終去除效果的曲線圖，如圖1所示， 由圖1可見，對Tl+的去除效率達到98%，其中攪拌反應到Imin時，Tl+的去除率就達到95% 以上。具體實施方式七本本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種原位產生納米二氧化錳吸附除Ｔｌ＋和／或Ｃｄ２＋的水處理方法，其特征在于一種原位產生納米二氧化錳吸附除Ｔｌ＋和／或Ｃｄ２＋的水處理方法是通過以下步驟實現的：一、向含Ｔｌ＋和／或Ｃｄ２＋的水中投加高錳酸鹽和硫代硫酸鈉，然后以２８０～３２０轉／分鐘的速度攪拌反應１～１０分鐘，得混合溶液，其中投加的高錳酸根和硫代硫酸鈉的摩爾比為８∶３，高錳酸鹽的投加量為０．５～１０ｍｇ／Ｌ，所述高錳酸鹽為高錳酸鉀或高錳酸鈉；二、向步驟一得到的混合溶液中投加混凝劑，然后依次經過常規水處理工藝的混凝、沉淀、過濾后即可去除水中Ｔｌ＋和／或Ｃｄ２＋。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬軍，江進，龐素艷，皇甫小留，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：93