權利要求

1.處理含砷有機廢水的復合劑，其特征在于，制備原料為摩爾比為(4～8)：(3～7)：2的九水硅酸鈉、氯化亞鐵和高錳酸鉀。2.如權利要求1所述的處理含砷有機廢水的復合劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： (1)將濃度為0.02～0.25mol/L的九水硅酸鈉溶液加入到體積分數(shù)為30％的硫酸溶液中，調(diào)節(jié)溶液pH值為2～3，室溫下進行聚合反應40～60min，得到溶液，記為溶液A，其中九水硅酸鈉溶液與硫酸溶液的體積比為100～125:1； (2)將氯化亞鐵溶解于硫酸溶液中，速率均為150～250r/min攪拌至溶解，加入到步驟(1)中溶液A中，再次速率均為150～250r/min攪拌15～35min，得到混合溶液，記為溶液B，其中硫酸與氯化亞鐵的摩爾比為0.6～2.5:1，氯化亞鐵與步驟(1)中九水硅酸鈉的摩爾比為0.2～2:1； (3)將高錳酸鉀加入到步驟(2)中溶液B中，速率為150～250r/min攪拌至完全溶解，陳化24～36h，得到多功能復合劑，其中高錳酸鉀與步驟(1)中九水硅酸鈉的摩爾比為1:1～6。 3.如權利要求1或2所述的處理含砷有機廢水的復合劑的用途，其特征在于，用于含砷有機廢水處理。 4.如權利要求3所述的處理含砷有機廢水的復合劑的用途，其特征在于，用于含砷有機廢水處理時，投加量以Fe和Mn元素摩爾數(shù)之和計為0.2～1.0mmol/L。

說明書

技術領域

本發(fā)明涉及的是一種處理含砷有機廢水的復合劑及其制備方法和應用，屬于污水處理技術領域。

背景技術

隨著電子半導體行業(yè)的迅速發(fā)展，其產(chǎn)生的含砷有機廢水對環(huán)境造成了嚴重影響，電子半導體行業(yè)產(chǎn)生的含砷有機廢水，其成分復雜、毒性大、排放量大，通常伴有高濃度有機物的存在。含砷有機廢水中多組分污染物的同時有效去除成為當今研究的熱點課題。

現(xiàn)有技術中含砷廢水的去除方法主要有中和沉淀法、鐵絮凝沉淀法和硫化物沉淀法等。有機廢水的去除方法主要有高級氧化法、生物法和化學混凝法等。但實際的電子半導體行業(yè)中，含砷廢水中常常伴有一定濃度的有機污染物的存在。針對含砷廢水或者有機廢水處理的單一手段難以使含砷有機廢水中的砷和有機物同時有效去除，故開發(fā)集混凝、吸附和氧化于一體的多功能復合劑對于含砷有機廢水處理具有重大意義。

日益嚴重的工業(yè)水污染迫使許多污水廠在水處理時增加混凝劑投量，使用鈣鹽或鋁鹽作為混凝劑，對于含砷廢水的處理效果一般。而鐵鹽混凝劑在含砷廢水處理過程中效果突出，同時在去除有機污染物方面具有獨特的優(yōu)勢。

鐵、錳元素大量存在于自然環(huán)境中，其對環(huán)境中污染物的遷移和轉(zhuǎn)化具有十分重要的作用和意義。且錳所帶電荷可變性強、比表面積大并且具有很高的氧化還原活性。另外聚硅酸帶有負電荷，可作為鐵鹽等傳統(tǒng)無機混凝劑的輔助藥劑，形成聚硅酸金屬鹽復配混凝劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出的是一種處理含砷有機廢水的復合劑及其制備方法和應用，其目的旨在克服現(xiàn)有技術存在的上述不足，集混凝、吸附和氧化功能于一體，解決常規(guī)單一處理工藝對含砷有機廢水水質(zhì)適應性差、處理效果不好和使用過程產(chǎn)生二次污染等問題。

本發(fā)明的技術解決方案：一種處理含砷有機廢水的復合劑，其制備原料為摩爾比為(4～8)：(3～7)：2的九水硅酸鈉、氯化亞鐵和高錳酸鉀。

一種處理含砷有機廢水的復合劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)將濃度為0.02～0.25mol/L的九水硅酸鈉溶液加入到體積分數(shù)為30％的硫酸溶液中，調(diào)節(jié)溶液pH值為2～3，室溫下進行聚合反應40～60min，得到溶液，記為溶液A，其中九水硅酸鈉溶液與硫酸溶液的體積比為100～125:1；

(2)將氯化亞鐵溶解于硫酸溶液中，速率均為150～250r/min攪拌至溶解，加入到步驟(1)中溶液A中，再次速率均為150～250r/min攪拌15～35min，得到混合溶液，記為溶液B，其中硫酸與氯化亞鐵的摩爾比為0.6～2.5:1，氯化亞鐵與步驟(1)中九水硅酸鈉的摩爾比為0.2～2:1；

(3)將高錳酸鉀加入到步驟(2)中溶液B中，速率為150～250r/min攪拌至完全溶解，陳化24～36h，得到多功能復合劑，其中高錳酸鉀與步驟(1)中九水硅酸鈉的摩爾比為1:1～6。

一種處理含砷有機廢水的復合劑的用途，用于含砷有機廢水處理。

優(yōu)選的，用于含砷有機廢水處理時，投加量以Fe和Mn元素摩爾數(shù)之和計為0.2～1.0mmol/L。

本發(fā)明的優(yōu)點：本發(fā)明復合劑具有混凝、吸附和氧化多功能性，可以減輕后續(xù)的生化負荷甚至可以省略生化處理工藝，很大程度提高了含砷有機廢水多種污染物同時去除的效果，其適用于含砷和有機物多組分污染物的含砷有機廢水處理，對含砷有機廢水的As和COD去除率分別可達99.5％和92.5％，生成的絮凝體粒徑大且結(jié)實、不易破碎、沉降性能好，耐酸、耐熱性能好，同時適應于水溫變化較大的廢水。并且在相同投加量下，本發(fā)明復合劑對含砷有機廢水的As和COD去除率要優(yōu)于現(xiàn)有技術單一的混凝劑。

附圖說明

圖1是本發(fā)明3個實施例含砷有機廢水處理效果對照表。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

一種處理含砷有機廢水的復合劑，制備原料為摩爾比為(4～8)：(3～7)：2的九水硅酸鈉、氯化亞鐵和高錳酸鉀。

一種處理含砷有機廢水的復合劑的制備方法，具體步驟如下：

(1)將濃度為0.02～0.25mol/L的九水硅酸鈉溶液加入到體積分數(shù)為30％的硫酸溶液中，調(diào)節(jié)溶液pH值為2～3，室溫下進行聚合反應40～60min，得到溶液，記為溶液A，其中九水硅酸鈉溶液與硫酸溶液的體積比為100～125:1；

(2)將氯化亞鐵溶解于硫酸溶液中，速率均為150～250r/min攪拌至溶解，加入到步驟(1)中溶液A中，再次速率均為150～250r/min攪拌15～35min，得到混合溶液，記為溶液B，其中硫酸與氯化亞鐵的摩爾比為0.6～2.5:1，氯化亞鐵與步驟(1)中九水硅酸鈉的摩爾比為0.2～2:1；

(3)將高錳酸鉀加入到步驟(2)中溶液B中，速率為150～250r/min攪拌至完全溶解，陳化24～36h，得到多功能復合劑，其中高錳酸鉀與步驟(1)中九水硅酸鈉的摩爾比為1:1～6。

一種處理含砷有機廢水復合劑用于含砷有機廢水處理時，投加量為0.2～1.0mmol/L(以Fe和Mn元素摩爾數(shù)之和計)。

實施例1

(1)配置體積為500mL、濃度為0.24mol/L的九水硅酸鈉溶液，加入到5mL體積分數(shù)為30％的硫酸溶液中調(diào)節(jié)溶液pH值為2.2，室溫下聚合40min，得到溶液，記為溶液A。

(2)稱取0.1mol氯化亞鐵加入到50mL體積分數(shù)為10％的稀硫酸溶液中，以250r/min的速率攪拌至溶解，滴入上述溶液A中，以250r/min的速率攪拌35min，得到混合溶液，記為溶液B。

(3)稱取0.04mol高錳酸鉀固體加入到步驟(2)中溶液B中，以250r/min速率攪拌至完全溶解，并陳化24h，得到多功能復合劑。

(4)將步驟(3)中多功能復合劑定量加入到含砷有機廢水中，投加量為0.2mmol/L，在投入40s出現(xiàn)明顯絮凝現(xiàn)象，處理25min后，效果如圖1。

實施例2

(1)配置體積為450mL、濃度為0.16mol/L的九水硅酸鈉溶液，加入到4mL體積分數(shù)為30％的硫酸溶液中調(diào)節(jié)溶液pH值為2.5，室溫下聚合50min，得到溶液，記為溶液A。

(2)稱取0.06mol氯化亞鐵加入到45mL體積分數(shù)為10％的稀硫酸溶液中，以200r/min的速率攪拌至溶解，滴入上述溶液A中，以200r/min的速率攪拌25min，得到混合溶液，記為溶液B。

(3)稱取0.024mol高錳酸鉀固體加入到步驟(2)中溶液B中，以200r/min的速率攪拌至完全溶解，并陳化30h，得到多功能復合劑。

(4)將步驟(3)中多功能復合劑定量加入到含砷有機廢水中，投加量為0.6mmol/L，在投入40s出現(xiàn)明顯絮凝現(xiàn)象，處理20min后，效果如圖1。

實施例3

(1)配置體積為400mL、濃度為0.09mol/L的九水硅酸鈉溶液，加入到3.2mL體積分數(shù)為30％的硫酸溶液中調(diào)節(jié)溶液pH值為3，室溫下聚合60min，得到溶液，記為溶液A。

(2)稱取0.03mol氯化亞鐵加入到35mL體積分數(shù)為10％的稀硫酸溶液中，以150r/min的速率攪拌至溶解，滴入上述溶液A中，以150r/min的速率攪拌15min，得到混合溶液，記為溶液B。

(3)稱取0.012mol高錳酸鉀固體加入到步驟(2)中溶液B中，以150r/min的速率攪拌至完全溶解，并陳化36h，得到多功能復合劑。

(4)將步驟(3)中多功能復合劑定量加入到含砷有機廢水中，投加量為1.0mmol/L，在投入40s出現(xiàn)明顯絮凝現(xiàn)象，處理15min后，效果如圖1。

以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。

處理含砷有機廢水的復合劑及其制備方法和應用.pdf