本发明涉及一种废水处理工艺，特别是涉及一种去除废水中有害金属污染物的方法，应用于水处理技术领域。
背景技术：
锑是水中一种有毒有害污染物，它不是人体必需的元素，锑及其化合物能与人体内巯基结合，干扰体内酶活性或破坏细胞内离子平衡使细胞缺氧而引起人体代谢紊乱。锑污染物中锑的存在形式有Sb(ш)和Sb(V)两种价态，水中Sb(ш)易于去除，但Sb(V)的电负性较大，在水中溶解度较高，难以去除。地表水中的锑主要以Sb(V)形式存在，Sb(ш)浓度相对较低。我国《纺织染整工业水污染物排放标准(GB 4287-2012)修改单》中规定锑的限定浓度为100μg/L。
近年来，由于工业废水排放导致的锑污染问题日益突出，有效去除水中的锑一直是水处理技术领域的研究热点。目前，去除水中锑污染物的方法主要包括吸附法、混凝沉淀、和离子交换法等。上述方法通常对Sb(ш)去除效果较好，但对Sb(V)去除能力有限。
技术实现要素：
为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种去除废水中锑的方法，结合
电化学法处理的优点，利用工作电极的氧化还原反应将Sb(V)还原成Sb(ш)，甚至将部分的Sb(V)和Sb(ш)直接还原为Sb(0)，从而提高Sb(V)的去除率。本发明使用混凝剂氯化高铁和阴离子型聚丙烯酰胺絮凝剂处理电化学氧化后的含锑废水，不用调节溶液的pH，即可达到我国《纺织染整工业水污染物排放标准(GB 4287-2012)修改单》中对锑的排放控制要求。
为达到上述发明创造目的，本发明采用下述技术方案：
一种去除废水中锑的方法，结合电化学法和混凝法处理含锑废水，包括如下步骤：
a.电化学法废水初处理：
采用直流电源供电，采用电极以钛基涂层电极作阳极，采用不锈钢作阴极，组成电化学装置，控制电化学工艺条件为电流密度2～15mA/cm2，电极板间距为1～3cm，电化学处理时间2～5min；
b.混凝法废水处理：主要采用氯化高铁作为絮凝剂，处理经过所述步骤a电化学法处理后的含锑废水，含锑废水中氯化高铁的投加量为10～60mg/L，在搅拌转速为350～500r/min条件下反应15～30s，然后在搅拌转速60～100r/min条件下再反应不低于3min，对含锑废水进行处理。作为本发明优选的技术方案，在混凝法废水处理过程中，采用阴离子型聚丙烯酰胺作为辅助絮凝剂，依次使用氯化高铁和阴离子型聚丙烯酰胺分别处理含锑废水，在采用氯化高铁处理后的含锑废水混合溶液中，再加入2～10mg/L阴离子型聚丙烯酰胺进行絮凝处理，处理条件为：先在搅拌转速60～100r/min条件下反应2～8min，再静置沉淀5～20min，得到沉淀后的上清液即为含锑废水处理后的洁净水。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1.本发明采用钛基电极、不锈钢作为工作电极，对含锑废水中的Sb(V)和Sb(ш)进行还原，使Sb(V)还原为Sb(ш)，部分Sb(ш)在阴极上析出，结合混凝剂氯化高铁和阴离子型聚丙烯酰胺絮凝剂处理电化学氧化后的含锑废水，实现Sb(V)和Sb(ш)的去除，达到我国含锑废水的排放标准；
2.本发明能有效去除废水中的锑，工艺简单、操作灵活方便，处理时间短、清洁环保具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例一含锑废水处理工艺示意图。
图2为本发明实施例一含锑废水的处理结果。
具体实施方式
本发明的优选实施例详述如下：
实施例一：
在本实施例中，一种去除废水中锑的方法，结合电化学法和混凝法处理含锑工业废水，将取自印染废水的含锑废水按图1的工艺进行处理，含锑废水中锑的浓度为289μg/L，包括如下步骤：
a.电化学法废水初处理：
将1L含锑废水注入到电化学反应器中，反应器采用直流电源供电，采用电极以钛基涂层电极作阳极，采用不锈钢作阴极，组成电化学装置，控制电化学工艺条件为电流密度2mA/cm2，电极板间距为2.4cm，电化学处理时间3min，处理后废水中锑的浓度为218μg/L，废水中锑的浓度有所降低，但废水中的锑的浓度还未达到排放要求，通过电化学处理含锑废水的主要目的是将Sb(V)还原成Sb(ш)，甚至将部分的Sb(V)和Sb(ш)直接还原为Sb(0)，从而提高Sb(V)的去除率，为后续的深度去除废水中的锑打好基础；
b.混凝法废水处理：采用氯化高铁和阴离子型聚丙烯酰胺作为絮凝剂，依次使用氯化高铁和阴离子型聚丙烯酰胺分别处理含锑废水，具体为：首先采用氯化高铁处理经过所述步骤a电化学法处理后的含锑废水，含锑废水中氯化高铁的投加量为50mg/L，在搅拌转速为500r/min条件下反应30s，然后在搅拌转速60r/min条件下再反应3min，对含锑废水进行处理；在采用氯化高铁处理后的含锑废水混合溶液中，再加入10mg/L阴离子型聚丙烯酰胺进行絮凝处理，处理条件为：先在搅拌转速60r/min条件下反应2min，再静置沉淀5min，最后得到沉淀后的上清液即为含锑废水处理后的洁净水，最后得到的处理后洁净水中锑的浓度为3μg/L，符合《纺织染整工业水污染物排放标准(GB 4287-2012)修改单》中规定锑的限定浓度为100μg/L的标准，参见图2。
本实施例采用电化学法和混凝法来联合处理含锑废水，并采用氯化高铁和阴离子型聚丙烯酰胺分别处理电化学法处理后的含锑废水，能对含锑工业废水高效、深度处理，处理后水中锑的浓度显著降低。本实施例首先通过电化学法去除一部分废水中的锑，然后通过混凝法进一步去除锑，本发明工艺简单，除锑效果好，处理时间短，成本较低。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，
一种去除废水中锑的方法，结合电化学法和混凝法处理含锑工业废水，含锑废水中锑的浓度为289μg/L，包括如下步骤：
a.电化学法废水初处理：
将1L含锑废水注入到电化学反应器中，反应器采用直流电源供电，采用电极以钛基涂层电极作阳极，采用不锈钢作阴极，组成电化学装置，控制电化学工艺条件为电流密度15mA/cm2，电极板间距为3cm，电化学处理时间2min，处理后废水中锑的浓度为215μg/L，废水中锑的浓度有所降低，但废水中的锑的浓度还未达到排放要求，通过电化学处理含锑废水的主要目的是将Sb(V)还原成Sb(ш)，甚至将部分的Sb(V)和Sb(ш)直接还原为Sb(0)，从而提高Sb(V)的去除率，为后续的深度去除废水中的锑打好基础；
b.混凝法废水处理：采用氯化高铁和阴离子型聚丙烯酰胺作为絮凝剂，依次使用氯化高铁和阴离子型聚丙烯酰胺分别处理含锑废水，具体为：首先采用氯化高铁处理经过所述步骤a电化学法处理后的含锑废水，含锑废水中氯化高铁的投加量为60mg/L，在搅拌转速为350r/min条件下反应15s，然后在搅拌转速100r/min条件下再反应3min，对含锑废水进行处理；在采用氯化高铁处理后的含锑废水混合溶液中，再加入2mg/L阴离子型聚丙烯酰胺进行絮凝处理，处理条件为：先在搅拌转速100r/min条件下反应8min，再静置沉淀20min，最后得到沉淀后的上清液即为含锑废水处理后的洁净水，最后得到的处理后洁净水中锑的浓度为4μg/L，符合《纺织染整工业水污染物排放标准(GB 4287-2012)修改单》中规定锑的限定浓度为100μg/L的标准。
实施例三：
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，
一种去除废水中锑的方法，结合电化学法和混凝法处理含锑工业废水，含锑废水中锑的浓度为289μg/L，包括如下步骤：
a.电化学法废水初处理：
将1L含锑废水注入到电化学反应器中，反应器采用直流电源供电，采用电极以钛基涂层电极作阳极，采用不锈钢作阴极，组成电化学装置，控制电化学工艺条件为电流密度15mA/cm2，电极板间距为1cm，电化学处理时间5min，处理后废水中锑的浓度为220μg/L，废水中锑的浓度有所降低，但废水中的锑的浓度还未达到排放要求，通过电化学处理含锑废水的主要目的是将Sb(V)还原成Sb(ш)，甚至将部分的Sb(V)和Sb(ш)直接还原为Sb(0)，从而提高Sb(V)的去除率，为后续的深度去除废水中的锑打好基础；
b.混凝法废水处理：采用氯化高铁和阴离子型聚丙烯酰胺作为絮凝剂，依次使用氯化高铁和阴离子型聚丙烯酰胺分别处理含锑废水，具体为：首先采用氯化高铁处理经过所述步骤a电化学法处理后的含锑废水，含锑废水中氯化高铁的投加量为10mg/L，在搅拌转速为350r/min条件下反应15s，然后在搅拌转速100r/min条件下再反应3min，对含锑废水进行处理；在采用氯化高铁处理后的含锑废水混合溶液中，再加入5mg/L阴离子型聚丙烯酰胺进行絮凝处理，处理条件为：先在搅拌转速100r/min条件下反应8min，再静置沉淀20min，最后得到沉淀后的上清液即为含锑废水处理后的洁净水，最后得到的处理后洁净水中锑的浓度为5μg/L，符合《纺织染整工业水污染物排放标准(GB 4287-2012)修改单》中规定锑的限定浓度为100μg/L的标准。
上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明去除废水中锑的方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。
技术特征：
1.一种去除废水中锑的方法，其特征在于，结合电化学法和混凝法处理含锑废水，包括如下步骤：
a.电化学法废水初处理：
采用直流电源供电，采用电极以钛基涂层电极作阳极，采用不锈钢作阴极，组成电化学装置，控制电化学工艺条件为电流密度2～15mA/cm2，电极板间距为1～3cm，电化学处理时间2～5min；
b.混凝法废水处理：主要采用氯化高铁作为絮凝剂，处理经过所述步骤a电化学法处理后的含锑废水，含锑废水中氯化高铁的投加量为10～60mg/L，在搅拌转速为350～500r/min条件下反应15～30s，然后在搅拌转速60～100r/min条件下再反应不低于3min，对含锑废水进行处理。
2.根据权利要求1所述去除废水中锑的方法，其特征在于：在所述步骤b混凝法废水处理过程中，采用阴离子型聚丙烯酰胺作为辅助絮凝剂，依次使用氯化高铁和阴离子型聚丙烯酰胺分别处理含锑废水，在采用氯化高铁处理后的含锑废水混合溶液中，再加入2～10mg/L阴离子型聚丙烯酰胺进行絮凝处理，处理条件为：
先在搅拌转速60～100r/min条件下反应2～8min，再静置沉淀5～20min，得到沉淀后的上清液即为含锑废水处理后的洁净水。
技术总结
本发明公开了一种去除废水中锑的方法，结合电化学法和混凝法处理含锑废水，首先通过电化学法去除一部分废水中的锑，然后通过混凝法进一步去除锑。电化学法采用直流电源供电，采用钛基涂层电极为阳极、不锈钢为阴极，工艺条件为电流密度2~15mA/cm2、板间距1~3cm、处理时间为2~5min。混凝法使用的药剂为氯化高铁和阴离子型聚丙烯酰胺，工艺条件为氯化高铁投加量10~60mg/L，阴离子型聚丙烯酰胺投加量2~10mg/L，后续沉淀澄清时间5~20min。本发明工艺简单，除锑效果好，处理时间短，成本较低。
技术研发人员：丁国际;张子燕;黄攀攀
受保护的技术使用者：上海大学
文档号码：201710091474
技术研发日：2017.02.21
技术公布日：2017.05.31
声明：
“去除废水中锑的方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：上海大学
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2024年07月19日 ~ 21日 
