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一种含铅废水的处理工艺 0 0

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申请进展

基本信息

申请人信息

代理人信息

摘要

法律状态

权利要求

说明书

专利申请流程有哪些步骤？

申请

申请号：指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。

申请日：提出专利申请之日。

2016-05-12

申请公布

申请公布指发明专利申请经初步审查合格后，自申请日（或优先权日）起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。

申请公布号：专利申请过程中，在尚未取得专利授权之前，国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。

申请公布日：申请公开的日期，即在专利公报上予以公开的日期。

2016-10-19

授权

授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由，授予发明专利权；或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由，授予实用新型专利权或外观设计专利权。

2019-03-26

预估到期

发明专利权的期限为二十年，实用新型专利权期限为十年，外观设计专利权期限为十五年，均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。

2036-05-12

基本信息

有效性	有效专利	专利类型	发明专利
申请号	CN201610313618.2	申请日	2016-05-12
公开/公告号	CN105948307B	公开/公告日	2019-03-26
授权日	2019-03-26	预估到期日	2036-05-12
申请年	2016年	公开/公告年	2019年
缴费截止日
分类号	C02F9/04 、B01J20/12 、C02F101/20	主分类号	C02F9/04
是否联合申请	独立申请	文献类型号	B
独权数量	1	从权数量	5
权利要求数量	6	非专利引证数量	1
引用专利数量	0	被引证专利数量	0
非专利引证	1、刘云等.聚羟基铝柱撑蒙脱石吸附重金属离子实验研究《.矿物岩石》.2005,第25卷(第3期),122-126.;
引用专利		被引证专利
专利权维持	2	专利申请国编码	CN
专利事件		事务标签	公开、实质审查、授权

申请人信息

申请人	浙江海洋大学	第一申请人	浙江海洋大学
专利权人	浙江海洋大学	当前专利权人	浙江海洋大学
发明人	孙静亚、高志伟、张异凡	第一发明人	孙静亚
地址	浙江省舟山市普陀区朱家尖街道大同路127号	邮编	316000
申请人数量	1	发明人数量	3
申请人所在省	浙江省	申请人所在市	浙江省舟山市

代理人信息

代理机构

专利代理机构是经省专利管理局审核，国家知识产权局批准设立，可以接受委托人的委托，在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。

杭州杭诚专利事务所有限公司

代理人

专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务，取得一定资格的人。

尉伟敏

摘要

本发明公开了一种含铅废水的处理工艺，其包括废水过滤、调节pH值，改性蒙脱石重金属吸附剂吸附、二次过滤和废水检验排放等步骤；本发明中的含重金属铅废水处理工艺简单，效果优良，经处理后的废水能够达到排放标准，采用的改性蒙脱石重金属吸附剂制作工艺简单易行，采用的改性蒙脱石重金属吸附剂在处理完废水后，经简单处理可以重复使用。

摘要附图

法律状态

序号	法律状态公告日	法律状态	法律状态信息
1	2019-03-26	授权
2	2016-10-19	实质审查的生效	IPC(主分类): C02F 9/04 专利申请号: 201610313618.2 申请日: 2016.05.12
3	2016-09-21	公开

权利要求

权利要求书是申请文件最核心的部分，是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。

1.一种含铅废水的处理工艺，其特征在于包括以下步骤：
一、废水过滤；
二、将废水的pH值调节至6～7.5；
三、按40～50kg/m3添加量向废水中添加改性蒙脱石重金属吸附剂，并曝气处理20～60小时；
四、过滤除去吸附重金属铅后的改性蒙脱石重金属吸附剂；
五、处理后的废水经检验合格后排放；
所述的改性蒙脱石重金属吸附剂由以下步骤制得：
a）蒙脱石提纯，提纯后按固液质量比为1：2～5配制蒙脱石分散液；
b）向步骤a中配制的蒙脱石分散液中加入羟基铝离子溶液，超声分散10～30分钟后，将溶液干燥，制得插层改性蒙脱石；其中蒙脱石分散液与羟基铝离子溶液的质量比为1:3～7；
c）将步骤b制得的插层改性蒙脱石在300～450℃下焙烧1～1.5小时；
d）将经步骤c焙烧后的插层改性蒙脱石加入到6mol/L的氯化钠溶液中，超声处理15～
20分钟，并干燥后制得改性蒙脱石重金属吸附剂；
所述的羟基铝离子溶液由以下方法制得：0.003～0.03mol/L氯化铝加入到pH为7.5～
8.5的氢氧化钠溶液制得，其中控制氢氧根离子和铝离子的摩尔比为1.8～2.5：1；
所述羟基铝离子溶液在制备过程中，氯化铝溶液在18～24分钟内匀速加入到氢氧化钠溶液中，并控制加入时的温度为70～90℃。

2.根据权利要求1所述的一种含铅废水的处理工艺，其特征在于：所述步骤二中采用
1mol/L的乙酸和1mol/L的乙酸钾调节pH值。

3.根据权利要求1所述的一种含铅废水的处理工艺，其特征在于：所述步骤a中的蒙脱石提纯处理为先将蒙脱石研磨至400目至600目，然后在75%乙醇溶液中浸泡20～30分钟，之后在pH为4.5～5的盐酸中浸泡10～15分钟，最后用去离子水清洗1～3次后干燥。

4.根据权利要求1所述的一种含铅废水的处理工艺，其特征在于：所述的改性蒙脱石重金属吸附剂在吸附重金属铅后在5～7mol/L的氯化钠溶液中超声处理0.5～2.5小时后回收再次用于处理含铅废水。

5.根据权利要求1所述的一种含铅废水的处理工艺，其特征在于：所述步骤c中，控制插层改性蒙脱石焙烧时的升温速率为1～5℃/分钟，焙烧后自然降温。

6.根据权利要求1所述的一种含铅废水的处理工艺，其特征在于：所述羟基铝离子溶液在制备过程中，氯化铝溶液在20分钟内匀速加入到氢氧化钠溶液中，并控制加入时的温度为90℃。

说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及废水处理技术领域，尤其是涉及一种含铅废水的处理工艺。

背景技术

[0002] 铅常被用作原料应用于蓄电池、电镀、颜料、橡胶、农药、燃料等制造业。铅板制作工艺中排放的酸性废水(pH=3)铅浓度最高，电镀废液产生的废水铅浓度也很高。铅是自然界分布很广的元素，也是工业中常使用的元素之一。铅和可溶性铅盐都有毒性，含铅废水对人体健康和动植物生长都有严重危害。如每日摄取铅量超过0.3-1.0mg，就可在人体内积累，引起贫血、神经炎等。随着工业技术的迅速发展，工业废水中的重金属铅作为一类污染物，国家排放标准中明确规定含铅废水的排放标准为铅总含1mg/L。含铅废水来自各种电池车间、选矿厂、石油化工厂等，电池工业是含铅废水的最主要来源；据报道，每生产1个电池就造成铅损失4.54-6810mg，其次是石油工业生产汽油添加剂。尽管铅不如铜、镉那样常见，但它却是废水中的普通组分。尤其是电池厂在生产过程中产生大量含铅废水，废水中铅含量超出国家标准百倍，对地下水源构成很大威胁，如果不进行处理而任意排放，必然给环境与社会带来极大的危害。

[0003] 现有的含铅废水处理技术中，离子交换法、沉淀法、吸附法和电解法是应用较多、较成熟的可靠技术。但是也存在众多的不足，例如电解法，虽然去除重金属铅离子的效果还不错，但是在处理过程中，特别是大量废水的处理过程中会消耗大量的电能，其能源消耗较大，难以符合目前所倡导的节能减排的要求；沉淀法，沉淀法又通常可分为化学沉淀和物理沉淀，化学沉淀就是往废水中添加大量的碱，使废水呈碱性，然后生成难溶的沉淀物，经过滤除去，物理方法是往含重金属废水中添加絮凝剂，絮凝剂多为胶体，利用其表面大量相仿电荷吸附重金属离子，然后靠重力沉降后经过滤等方法除去；离子交换法和吸附法，虽然操作简单，能耗小，但是也存在单一方法处理时效果不佳的问题。

发明内容

[0004] 为解决上述问题，本发明提供了一种能耗低，处理工艺简单易行，对重金属铅的处理效果良好，处理废水后的处理剂能够循环使用的含铅废水处理工艺。

[0005] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

[0006] 一种含铅废水的处理工艺，包括以下步骤：

[0007] 一、废水过滤；

[0008] 二、将废水的pH值调节至6～7.5；

[0009] 三、按40～50kg/m3添加量向废水中添加改性蒙脱石重金属吸附剂，并曝气处理20～60小时；

[0010] 四、过滤除去吸附重金属铅后的改性蒙脱石重金属吸附剂；

[0011] 五、处理后的废水经检验合格后排放。

[0012] 含铅废水中虽然主要的污染物是其中的重金属铅离子，但是废水中难免会有大体积的固体废弃物，需要除去，以防对之后的重金属铅处理过程产生不良影响；重金属铅在酸性环境中的溶解度最高，在处理前将废水的pH值调节至6～7.5的近中性环境可以在一定程度上降低废水中的重金属铅的含量，同时不过度的调节pH使废水呈碱性或强碱性，这样可以降低碱溶液的投入，也可以减少废水处理后再次调节pH值的步骤，简化工艺；改性蒙脱石重金属吸附剂处理时，曝气处理，其一是利用气流进行搅拌作用，使重金属吸附剂与废水的接触增多，二来是向其中通入大量的氧气，可以通过反应去除废水中的一些高耗氧量污染物。

[0013] 作为优选，改性蒙脱石重金属吸附剂由以下步骤制得：

[0014] a）蒙脱石提纯，提纯后按固液质量比为1：2～5配制蒙脱石分散液；

[0015] b）向步骤a中配制的蒙脱石分散液中加入羟基铝离子溶液，超声分散10～30分钟后，将溶液干燥，制得插层改性蒙脱石；其中蒙脱石分散液与羟基铝离子溶液的质量比为1:3～7；

[0016] c）将步骤b制得的插层改性蒙脱石在300～450℃下焙烧1～1.5小时；

[0017] d）将经步骤c焙烧后的插层改性蒙脱石加入到6mol/L的氯化钠溶液中，超声处理15～20分钟，并干燥后制得改性蒙脱石重金属吸附剂。

[0018] 蒙脱石是一种层状的铝硅酸盐矿物，其层间具有丰富的可交换阳离子，而且由于其具有的层间结构，具有一定的吸附性能，但是由于其层间距在1nm左右，由于其层间可交换离子的存在，能够吸附的重金属离子有限，需要对其进行改性处理；羟基铝离子是一种以铝离子为中心离子，众多羟基由于离子带电性围绕铝离子形成的大型聚合离子团，其可以在水溶液中稳定的存在，由于其外层有大量的羟基包围，因此其具有异常优良的离子交换性能，而且该种聚合离子团的尺寸合适，与蒙脱石的层间距相近，经处理后可以进入蒙脱石的层间，并将层状的蒙脱石撑开一定距离，增加蒙脱石的层间距，在蒙脱石层间起到柱撑作用，使蒙脱石的吸附性能变的更加优良，能够具有更加优良的吸附性能，也能拓展其吸附的吸附物种类；高温焙烧后，可以除去其中的羟基，使层间的羟基铝离子变为纳米氧化铝，将蒙脱石层间结构撑开，扩大层间距。

[0019] 作为优选，步骤二中采用1mol/L的乙酸和1mol/L的乙酸钾调节pH值。

[0020] 作为优选，步骤a中的蒙脱石提纯处理为先将蒙脱石研磨至400目至600目，然后在75%乙醇溶液中浸泡20～30分钟，之后在pH为4.5～5的盐酸中浸泡10～15分钟，最后用去离子水清洗1～3次后干燥。

[0021] 蒙脱石提纯处理过程，先后在乙醇和盐酸中浸泡，可以去除蒙脱石表面附着的有机物和杂质，特别是盐酸处理，可以去除填充在蒙脱石孔道和层间的无机杂质，是其具有更多的吸附空间，具有更强的吸附能力。

[0022] 作为优选，羟基铝离子溶液由以下方法制得：0.003～0.03mol/L氯化铝加入到pH为7.5～8.5的氢氧化钠溶液制得，其中控制氢氧根离子和铝离子的摩尔比为1.8～2.5：1。

[0023] 作为优选，改性蒙脱石重金属吸附剂在吸附重金属铅后可以在5～7mol/L的氯化钠溶液中超声处理0.5～2.5小时后回收再次用于处理含铅废水。

[0024] 作为优选，步骤c中，控制插层改性蒙脱石焙烧时的升温速率为1～5℃/分钟，焙烧后自然降温。

[0025] 缓慢的升温速率可以使改性蒙脱石层间的氧化铝结晶更加完整。

[0026] 作为优选，羟基铝离子溶液在制备过程中，氯化铝溶液在18～24分钟内匀速加入到氢氧化钠溶液中，并控制加入时的温度为70～90℃。

[0027] 作为优选，羟基铝离子溶液在制备过程中，氯化铝溶液在20分钟内匀速加入到氢氧化钠溶液中，并控制加入时的温度为90℃。

[0028] 羟基铝离子虽然是一种可以稳定存在的聚合阳离子团，但是在制备过程中如果添加的速率过慢或者过快都会影响羟基铝离子的形成，也会影响所形成的羟基铝离子的稳定性。

[0029] 因此，本发明具有以下有益效果：

[0030] （1）本发明中的含重金属铅废水处理工艺简单，效果优良，经处理后的废水能够达到排放标准；

[0031] （2）本发明中所采用的改性蒙脱石重金属吸附剂制作工艺简单易行；

[0032] （3）本发明中所采用的改性蒙脱石重金属吸附剂在处理完废水后，经简单处理可以重复使用。

实施方案

[0033] 下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。

[0034] 实施例1

[0035] 一种含铅废水的处理工艺，包括以下步骤：

[0036] 一、废水过滤；

[0037] 二、将废水的pH值调节至7；

[0038] 三、按45kg/m3添加量向废水中添加改性蒙脱石重金属吸附剂，并曝气处理40小时；

[0039] 四、过滤除去吸附重金属铅后的改性蒙脱石重金属吸附剂；

[0040] 五、处理后的废水经检验合格后排放。

[0041] 其中，改性蒙脱石重金属吸附剂由以下步骤制得：

[0042] a）蒙脱石按固液质量比为1：4配制蒙脱石分散液；

[0043] b）向步骤a中配制的蒙脱石分散液中加入羟基铝离子溶液，超声分散20分钟后，将溶液干燥，制得插层改性蒙脱石；其中蒙脱石分散液与羟基铝离子溶液的质量比为1:5；羟基铝离子溶液由以下方法制得：0.01mol/L氯化铝加入到pH为8的氢氧化钠溶液制得，其中控制氢氧根离子和铝离子的摩尔比为2.1：1；

[0044] c）将步骤b制得的插层改性蒙脱石在370℃下焙烧1.3小时；

[0045] d）将经步骤c焙烧后的插层改性蒙脱石加入到6mol/L的氯化钠溶液中，超声处理17分钟，并干燥后制得改性蒙脱石重金属吸附剂。

[0046] 实施例2

[0047] 一种含铅废水的处理工艺，包括以下步骤：

[0048] 一、废水过滤；

[0049] 二、将废水的pH值调节至7；

[0050] 三、按45kg/m3添加量向废水中添加改性蒙脱石重金属吸附剂，并曝气处理40小时；

[0051] 四、过滤除去吸附重金属铅后的改性蒙脱石重金属吸附剂；

[0052] 五、处理后的废水经检验合格后排放；

[0053] 六、改性蒙脱石重金属吸附剂在吸附重金属铅后可以在6mol/L的氯化钠溶液中超声处理1.5小时后回收再次用于处理含铅废水。

[0054] 其中，改性蒙脱石重金属吸附剂由以下步骤制得：

[0055] a）蒙脱石提纯，提纯后按固液质量比为1：4配制蒙脱石分散液；蒙脱石提纯处理为先将蒙脱石研磨至500，然后在75%乙醇溶液中浸泡25分钟，之后在pH为4.7的盐酸中浸泡13分钟，最后用去离子水清洗2次后干燥；

[0056] b）向步骤a中配制的蒙脱石分散液中加入羟基铝离子溶液，超声分散20分钟后，将溶液干燥，制得插层改性蒙脱石；其中蒙脱石分散液与羟基铝离子溶液的质量比为1:5；羟基铝离子溶液由以下方法制得：0.01mol/L氯化铝加入到pH为8的氢氧化钠溶液制得，其中控制氢氧根离子和铝离子的摩尔比为2.1：1；

[0057] c）将步骤b制得的插层改性蒙脱石在300～450℃下焙烧1.3小时；

[0058] d）将经步骤c焙烧后的插层改性蒙脱石加入到6mol/L的氯化钠溶液中，超声处理17分钟，并干燥后制得改性蒙脱石重金属吸附剂。

[0059] 实施例3

[0060] 一种含铅废水的处理工艺，包括以下步骤：

[0061] 一、废水过滤；

[0062] 二、采用1mol/L的乙酸和1mol/L的乙酸钾，将废水的pH值调节至6；

[0063] 三、按40kg/m3添加量向废水中添加改性蒙脱石重金属吸附剂，并曝气处理20小时；

[0064] 四、过滤除去吸附重金属铅后的改性蒙脱石重金属吸附剂；

[0065] 五、处理后的废水经检验合格后排放；

[0066] 六、改性蒙脱石重金属吸附剂在吸附重金属铅后可以在5mol/L的氯化钠溶液中超声处理0.5小时后回收再次用于处理含铅废水。

[0067] 其中，改性蒙脱石重金属吸附剂由以下步骤制得：

[0068] a）蒙脱石提纯，提纯后按固液质量比为1：2配制蒙脱石分散液；蒙脱石提纯处理为先将蒙脱石研磨至400目，然后在75%乙醇溶液中浸泡20分钟，之后在pH为4.5的盐酸中浸泡10分钟，最后用去离子水清洗1次后干燥；

[0069] b）向步骤a中配制的蒙脱石分散液中加入羟基铝离子溶液，超声分散10分钟后，将溶液干燥，制得插层改性蒙脱石，蒙脱石分散液与羟基铝离子溶液的质量比为1:3；其中，羟基铝离子溶液由以下方法制得：0.003mol/L氯化铝加入到pH为7.5的氢氧化钠溶液制得，其中控制氢氧根离子和铝离子的摩尔比为1.8：1，羟基铝离子溶液在制备过程中，氯化铝溶液在18分钟内匀速加入到氢氧化钠溶液中，并控制加入时的温度为70℃；

[0070] c）将步骤b制得的插层改性蒙脱石在300℃下焙烧1小时；控制插层改性蒙脱石焙烧的升温速率为1℃/分钟，焙烧后自然降温；

[0071] d）将经步骤c焙烧后的插层改性蒙脱石加入到6mol/L的氯化钠溶液中，超声处理15分钟，并干燥后制得改性蒙脱石重金属吸附剂。

[0072] 实施例4

[0073] 一种含铅废水的处理工艺，包括以下步骤：

[0074] 一、废水过滤；

[0075] 二、采用1mol/L的乙酸和1mol/L的乙酸钾，将废水的pH值调节至7；

[0076] 三、按45kg/m3添加量向废水中添加改性蒙脱石重金属吸附剂，并曝气处理40小时；

[0077] 四、过滤除去吸附重金属铅后的改性蒙脱石重金属吸附剂；

[0078] 五、处理后的废水经检验合格后排放；

[0079] 六、改性蒙脱石重金属吸附剂在吸附重金属铅后可以在6mol/L的氯化钠溶液中超声处理1.5小时后回收再次用于处理含铅废水。

[0080] 其中，改性蒙脱石重金属吸附剂由以下步骤制得：

[0081] a）蒙脱石提纯，提纯后按固液质量比为1：4配制蒙脱石分散液；蒙脱石提纯处理为先将蒙脱石研磨至500目，然后在75%乙醇溶液中浸泡25分钟，之后在pH为4.7的盐酸中浸泡12分钟，最后用去离子水清洗2次后干燥；

[0082] b）向步骤a中配制的蒙脱石分散液中加入羟基铝离子溶液，超声分散20分钟后，将溶液干燥，制得插层改性蒙脱石，蒙脱石分散液与羟基铝离子溶液的质量比为1:5；其中，羟基铝离子溶液由以下方法制得：0.01mol/L氯化铝加入到pH为8的氢氧化钠溶液制得，其中控制氢氧根离子和铝离子的摩尔比为2.1：1，羟基铝离子溶液在制备过程中，氯化铝溶液在21分钟内匀速加入到氢氧化钠溶液中，并控制加入时的温度为80℃；

[0083] c）将步骤b制得的插层改性蒙脱石在370℃下焙烧1.3小时；控制插层改性蒙脱石焙烧的升温速率为3℃/分钟，焙烧后自然降温；

[0084] d）将经步骤c焙烧后的插层改性蒙脱石加入到6mol/L的氯化钠溶液中，超声处理17分钟，并干燥后制得改性蒙脱石重金属吸附剂。

[0085] 实施例5

[0086] 一种含铅废水的处理工艺，包括以下步骤：

[0087] 一、废水过滤；

[0088] 二、采用1mol/L的乙酸和1mol/L的乙酸钾，将废水的pH值调节至7.5；

[0089] 三、按50kg/m3添加量向废水中添加改性蒙脱石重金属吸附剂，并曝气处理60小时；

[0090] 四、过滤除去吸附重金属铅后的改性蒙脱石重金属吸附剂；

[0091] 五、处理后的废水经检验合格后排放；

[0092] 六、改性蒙脱石重金属吸附剂在吸附重金属铅后可以在7mol/L的氯化钠溶液中超声处理2.5小时后回收再次用于处理含铅废水。

[0093] 其中，改性蒙脱石重金属吸附剂由以下步骤制得：

[0094] a）蒙脱石提纯，提纯后按固液质量比为1：5配制蒙脱石分散液；蒙脱石提纯处理为先将蒙脱石研磨至600目，然后在75%乙醇溶液中浸泡30分钟，之后在pH为5的盐酸中浸泡15分钟，最后用去离子水清洗3次后干燥；

[0095] b）向步骤a中配制的蒙脱石分散液中加入羟基铝离子溶液，超声分散30分钟后，将溶液干燥，制得插层改性蒙脱石，蒙脱石分散液与羟基铝离子溶液的质量比为1:7；其中，羟基铝离子溶液由以下方法制得：0.03mol/L氯化铝加入到pH为8.5的氢氧化钠溶液制得，其中控制氢氧根离子和铝离子的摩尔比为2.5：1，羟基铝离子溶液在制备过程中，氯化铝溶液在24分钟内匀速加入到氢氧化钠溶液中，并控制加入时的温度为90℃；

[0096] c）将步骤b制得的插层改性蒙脱石在450℃下焙烧1.5小时；控制插层改性蒙脱石焙烧的升温速率为5℃/分钟，焙烧后自然降温；

[0097] d）将经步骤c焙烧后的插层改性蒙脱石加入到6mol/L的氯化钠溶液中，超声处理20分钟，并干燥后制得改性蒙脱石重金属吸附剂。

[0098] 通过本发明可以实现以下技术指标：

[0099] 经本发明中的处理工艺处理后的含铅废水中铅含量≤0.1mg/L。

1一种废水处理用微滤机及其废水处理方法 2一种废水处理机 3一种废水处理池 4一种废水处理池 5一种废水处理机 6一种废水处理池 7一种废水处理装置 8一种废水处理设备 9一种废水处理装置 10电镀废水处理方法