[发明专利]一种自强化臭氧破络合与同步去除重金属的方法

说明书

本发明公开了一种自强化臭氧破络合与同步去除重金属的方法，属于废水处理技术领域。本发明的一种自强化臭氧破络合与同步去除重金属的方法，步骤一、将调好pH含有重金属A和络合剂B的重金属络合废水加入臭氧接触池中，通过臭氧接触池底部的微孔连续通入臭氧，辅助水力循环搅拌确保反应均匀；步骤二、待臭氧氧化反应结束后，用微孔滤膜装置过滤进行固液分离，实现同步破络合和去除重金属。本发明可以经济高效、操作简便、易实现工程化应用，而且破络合和金属离子去除同步进行，基于自强化臭氧氧化去除废水中重金属络合物。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体地说，涉及一种自强化臭氧破络合与同步去除重金属的方法。

背景技术

重金属废水是一类对人类健康和生态环境危害最为严重的工业废水之一，主要来源电镀、线路板、表面处理、制革、印染、造纸、化工、机械制造等行业。由于在这些行业的生产工序中广泛使用络合剂如柠檬酸、酒石酸、海藻酸钠、EDTA、NTA、DTPA、EDDS、PDTA等，导致废水中大量的重金属与络合剂形成稳定的络合物。相比游离态的重金属，络合态重金属因被多个O或N配位原子所包围形成性质稳定具有很高稳定常数的单核或多核多齿的螯合物，难以通过传统的化学沉淀、化学混凝、铁屑还原法等方法去除。而吸附法和离子交换法对重金属络合物的去除能力十分有限，且选择性吸附分离效果差，易受共存竞争离子(如SO₄^2-、PO₄^3-)和有机物的影响；化学氧化(H₂O₂、ClO^-、S₂O₈^2-等)对重金属络合物的处理效率低，且试剂投量大、成本高；Fenton氧化存在H₂O₂利用率低且易残留、试剂投量大、产泥量大等问题，因此，发展高效、经济的重金属络合废水处理技术对成为当前水污染控制领域的热点与难点问题之一。

近年来，高级氧化技术(AOPs)诸如UV/H₂O₂、光催化氧化、电化学氧化、以及多种技术耦合联用在重金属络合物处理方面引起广大科研工作者的兴趣。这些AOPs虽然可有效地破坏重金属-络合物之间的配位结构，且光催化和电化学氧化可同步实现对重金属的回收利用，但受限于处理成本高、处理效率低、催化材料活性不高与稳定性较差、反应器构造复杂等诸多因素，导致目前仍停留在实验室研究阶段，难以进行大规模的工业化应用。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的化学沉淀、吸附分离、铁屑还原等方法处理重金属络合物时效率差，而光化学氧化、电化学氧化等高级氧化技术又难以进行工业化应用的问题，本发明提供了一种自强化臭氧破络合与同步去除重金属的方法。它可以经济高效、操作简便、易实现工程化应用，而且破络合和金属离子去除同步进行，基于自强化臭氧氧化去除废水中重金属络合物。

2.技术方案

臭氧氧化技术因降解速度快、处理效率高、不产生污泥、无二次污染、反应器构造简单等特点而广泛应用于印染、药物、农药、化工、石油、焦化等废水的处理。臭氧氧化效率依赖于水体的pH，因在中性或碱性条件下臭氧能较快速度分解产生羟基自由基而具有较高的氧化降解效率，但在酸性条件下其氧化降解效率显著降低。通常，重金属络合废水呈酸性，这大大限制了臭氧在重金属络合物废水处理中的应用。然而，重金属离子如Cu²⁺、Ni²⁺、Cr³⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Co²⁺、Cd²⁺等以及络合剂如EDTA、NTA、DTPA、EDDS、PDTA等是促进臭氧分解产生羟基自由基很好的活化剂。因此，利用重金属络合物的重金属或络合单元诱导臭氧分解产生羟基自由基的特性有望提升臭氧处理重金属络合物的效率。基于以上分析，发明人提出了利用重金属络合物自身强化臭氧处理重金属络合物废水的方法。