[发明专利]一种降低工业废水中ClO4

说明书

本发明公开了一种降低工业废水中ClO4^‑1浓度的方法，属于工业废水处理技术领域。其步骤为：(1)将过量KCl加入到待处理的工业废水中，搅拌直至沉淀不再析出，过滤；(2)在一定温度下，将活性炭加入到滤液中搅拌一段时间，静置；(3)吸附完成后，过滤。本发明采用KCl先结晶析出工业废水中高浓度的高氯酸根，然后再用活性炭吸附处理液中的低浓度ClO4^‑1，KCl处理表现出操作简单，经济廉价，高氯酸根除去率高并可回收再利用，活性炭进行再吸附降解效果使ClO4^‑1达到工业排放以下的标准，室温下，KCl处理使高浓度ClO4^‑1降低到1.0～1.5g/L左右，去除率达95%以上，活性炭进行二次处理可使ClO4^‑1浓度降低到0.016～0.045g/L，达到工业排放0.045g/L的标准，具有良好的经济效益和环境效益。

技术领域

本发明属于工业废水处理技术领域，涉及一种先结晶沉淀再吸附降解工业废水中高浓度ClO₄^-1的方法。

背景技术

高氯酸盐是指含有ClO₄^-1的盐类，有天然和人工合成的两种，是一种普遍的潜在有害污染物。天然存在的高氯酸盐常被用作化肥原料，高氯酸盐被广泛地应用在烟火工业、润滑油、染料涂料等领域，其具有易溶解、易扩散和强稳定性等特点，可在一些地下水体中稳定存在数十年。ClO₄^-1是一个四面体，四个氧原子在四周，一个氯原子在中间，其离子结构对称，在溶液中非常稳定。高氯酸盐具有与碘离子相似的电荷和离子半径，对碘离子的转运蛋白具有比碘更高的亲和力，因而能够抑制碘的吸收，影响甲状腺功能，从而干扰人类正常的新陈代谢，影响胎儿和婴儿神经中枢的正常生长和发育，孕妇严重的甲状腺功能不足会导致胎儿的呆小症。

水中高氯酸盐 (ClO₄^-1) 主要来自火箭、导弹、焰火等的固体推进剂中的氧化剂—高氯酸铵。污泥中的高氯酸盐主要来自生活污水和工业废水。目前，国内外高氯酸盐处理方法主要有活性炭吸附法、化学还原和电化学法、生物修复法、膜过滤法、离子交换吸附法、电渗析法等。吸附法和还原法是水中高氯酸盐去除技术的主要手段。但常规的活性炭吸附方法存在对高氯酸盐吸附容量有限，且吸附后易引起二次污染等问题；而由于高氯酸盐还原速率慢的特点，金属还原法存在处理效率不高，耗时长的缺点；生物还原法需要培养还原菌，不仅耗时长，且无法保障饮用水安全；采用膜分离技术设备费用高，膜的质量将直接影响去除效果，同时需要对膜进行及时清洗和更换，因此在实际生产的推广上受到制约等。因此目前尚未有合理成熟的ClO₄^-1降解技术方案。

近年来的研究分析，高氯酸盐有机废液的无害化、资源化处理出现一种明显的趋势化。采用有效的组合处理工艺，开发更经济、高效的新处理技术是绿色处理的新方案。利用物质溶解度差异结晶析出KClO₄，再用活性炭二次吸附组合处理工艺从而达到除去ClO₄^-1的目的。物理法处理高浓度废液的技术具有良好的应用前景，可以在降低处理成本的同时实现更高效、更经济，更简易的目的。

对于国内学者用活性炭吸附处理水中高氯酸盐的研究有过报道，但处理方式比较单一，不利于高氯酸根的资源回收再利用。秦静，文德伟，张慧等人研究了三种不同类型的粉末活性炭(木质、煤质、椰壳)对水中高氯酸盐的去除效果和最佳工艺参数。何勇，唐敏康，卢丽娟等人选用5 种不同的铁盐对活性炭进行改性，采用浸润法制备活性炭负载铁盐的复合材料，并运用X 射线衍射和红外光谱对材料进行表征，考察在不同 pH值和初始浓度条件下高氯酸盐的去除效果。分析吸附等温模型和吸附动力学，并探讨反应机理粉末活性炭吸附水中高氯酸盐的性能和机理研究。利用物质改性活性炭去除废水中高氯酸盐，存在改性材料易脱附且达到吸附饱和后不能再生等不足，同时难以达到工业废水中ClO₄^-1排放标准。

发明内容