专利名称：高新原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg(Ⅱ)的技术
技术领域：
本发明涉及去除水中Hg(II)的方法。
背景技术：
汞(mercury)，俗称“水银”，银白色，有金属光泽，是常温下唯一呈液态的金属。汞作为一种对人体和高等生物具有很强毒性的污染物，普遍存在于自然界中。由汞及其化合物所造成的环境汞污染问题日益严重，已成为人类生存环境的一大公害。饮用水汞污染主要为饮用水水源的污染，主要途径含汞废水的排放；含汞废弃物的不合理处置和堆放造成汞泄漏；汞矿地区及汞污染严重地区，由雨水溶解和冲刷造成的水源污染；由环境改变造成河流和湖泊底泥中汞的释放。汞中毒会导致精神紊乱、粘膜充血、溃疡、肾脏衰竭、蛋白尿、性功能减弱、妇女月经失调或流产和甲状腺机能亢进等。我国《生活饮用水卫生标准》 (GB5749-2006)规定饮用水中汞浓度最高限值为1 μ g/L。因此，亟需高效经济、安全环保的方法去除水中汞，解决水中汞污染问题。近年来，我国汞污染日益严重，如贵州、黑龙江等地以及雪碧汞中毒事件等。汞污染直接导致人身健康受到危害，严重威胁了公共卫生安全。目前我国对汞污染水体尚未有成熟的技术，常用方法是投加硫化物进行化学沉淀，但是很多硫化物比如硫化氢、硫化钠本身或投入水中会产生严重的臭味，对环境极其不利，而且大多用于污废水处理，难以彻底去除饮用水中汞。而常规混凝剂铝盐高达40mgAl/ L时对汞几乎无任何去除，单纯铁盐对汞的去除效率也很低。
发明内容
本发明目的是为了解决现有除Hg(II)工艺复杂、二次污染和去除率极低的问题， 而提供原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg(II)的方法。原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg(II)的方法按以下步骤实现一、 向含Hg(II)水中投加高锰酸盐和还原剂A或还原剂B，然后以100 250r/min的速度搅拌反应1 5min，再以20 60r/min的速度搅拌反应10 20min，得到混合溶液；二、向步骤一所得混合溶液中投加混凝剂，然后依次经过常规水处理工艺混凝、过滤、沉淀和澄清后，即完成原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg(II)；其中步骤一中高锰酸盐与还原剂A的摩尔比为0. 1 1.0 1，高锰酸盐与还原剂B的摩尔比为0.5 2. 66 1，高锰酸盐投加量以锰计为0.5 10mg/L;步骤一中高锰酸盐为高锰酸钾或高锰酸钠；步骤一中还原剂A为硫酸锰；步骤一中还原剂B为硫代硫酸钠；步骤二中混凝剂的投加量为10mg/L。本发明利用高锰酸盐和还原剂反应原位生成纳米二氧化锰吸附剂，此吸附剂具有颗粒细小、比表面积大、电负性大且对常规混凝剂有助凝左右、易于沉淀分离等特点，能够有效去除水中微量Hg(II)，能保证饮用水源中微量Hg(II)在水厂出水时达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的规定，汞浓度低于1 μ g/L。此工艺除汞效率高、工艺简单、操作灵活方便、不改变水厂原有处理工艺而且运行成本低，可用于水中汞污染的常规处理和应急处理。本发明原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg(II)的方法，对Hg(II)的去除率达99%以上。
图1为实施例2中去除水中Hg(II)的效果图，其中▽表示去除率，·表示汞浓度。
具体实施例方式本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体实施方式
间的任意组合。
具体实施方式
一本实施方式原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中 Hg(II)的方法按以下步骤实现一、向含Hg(II)水中投加高锰酸盐和还原剂A或还原剂 B，然后以100 250r/min的速度搅拌反应1 5min，再以20 60r/min的速度搅拌反应 10 20min，得到混合溶液；二、向步骤二所得混合溶液中投加混凝剂，然后依次经过常规水处理工艺混凝、过滤、沉淀和澄清后，即完成原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中 Hg(II)；其中步骤一中高锰酸盐与还原剂A的摩尔比为0. 1 1.0 1，高锰酸盐与还原剂 B的摩尔比为0.5 2. 66 1，高锰酸盐投加量以锰计为0.5 10mg/L;步骤一中高锰酸盐为高锰酸钾或高锰酸钠；步骤一中还原剂A为硫酸锰；步骤一中还原剂B为硫代硫酸钠； 步骤二中混凝剂的投加量为10mg/L。
具体实施方式
二 本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中高锰酸盐与还原剂A的摩尔比为0.2 0.8 1，高锰酸盐与还原剂B的摩尔比为0.8 2. 5 1，高锰酸盐投加量以锰计为1 8mg/L。其它步骤及参数与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中高锰酸盐与还原剂A的摩尔比为0.67 1，高锰酸盐与还原剂B的摩尔比为2 1，高锰酸盐投加量以锰计为4mg/L。其它步骤及参数与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一至三之一不同的是步骤一中以 120 220r/min的速度搅拌反应2 4min，再以30 50r/min的速度搅拌反应12 18min， 得到混合溶液。其它步骤及参数与具体实施方式
一至三之一相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一至三之一不同的是步骤一中以 200r/min的速度搅拌反应3min，再以40r/min的速度搅拌反应15min，得到混合溶液。其它步骤及参数与具体实施方式
一至三之一相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一至五之一不同的是步骤二中混凝剂为硫酸铝、聚合氯化铝、氯化铁或硫酸铁。其它步骤及参数与具体实施方式
一至五之一相同。实施例1 原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg(II)的方法按以下步骤实现一、向含Hg(II)水中投加高锰酸盐和还原剂A，然后以120r/min的速度搅拌反应2min，再以 40r/min的速度搅拌反应15min，得到混合溶液；二、向步骤二所得混合溶液中投加混凝剂， 然后依次经过常规水处理工艺混凝、过滤、沉淀和澄清后，即完成原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg(II)；其中步骤一中高锰酸盐与还原剂A的摩尔比为0.67 1，高锰酸盐投加量以锰计为4mg/L ；步骤一中高锰酸盐为高锰酸钾或高锰酸钠；步骤一中还原剂A为硫酸锰；步骤二中混凝剂的投加量为10mg/L。本实施例步骤一含Hg(II)水中Hg(II)的含量为30 μ g/L ；步骤二中混凝剂为硫酸铝。本实施例中原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg(II)，经检测，去除水中Hg(II)的效率为99.9%。实施例2 原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg(II)的方法按以下步骤实现一、 向含Hg(II)水中投加高锰酸盐和还原剂B，然后以120r/min的速度搅拌反应2min，再以 40r/min的速度搅拌反应15min，得到混合溶液；二、向步骤二所得混合溶液中投加混凝剂， 然后依次经过常规水处理工艺混凝、过滤、沉淀和澄清后，即完成原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg(II)；其中步骤一中高锰酸盐与还原剂B的摩尔比为2 1，高锰酸盐投加量以锰计为 4mg/L ；步骤一中高锰酸盐为高锰酸钾或高锰酸钠；步骤一中还原剂B为硫代硫酸钠；步骤二中混凝剂的投加量为10mg/L。本实施例步骤一含Hg(II)水中Hg(II)的含量为30 μ g/L ；步骤二中混凝剂为聚
合氯化铝。本实施例中原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg(II)，经检测，结果如图1所示，可见去除水中Hg(II)的效率为99. 99%，汞剩余浓度低于1 μ g/L。
权利要求
1.原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg(II)的方法，其特征在于原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg(II)的方法按以下步骤实现一、向含Hg(II)水中投加高锰酸盐和还原剂A或还原剂B，然后以100 250r/min的速度搅拌反应1 5min，再以20 60r/min的速度搅拌反应10 20min，得到混合溶液；二、向步骤二所得混合溶液中投加混凝剂，然后依次经过常规水处理工艺混凝、过滤、沉淀和澄清后，即完成原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg(II)；其中步骤一中高锰酸盐与还原剂A的摩尔比为0. 1 1.0 1，高锰酸盐与还原剂B的摩尔比为0.5 2. 66 1，高锰酸盐投加量以锰计为0.5 10mg/L;步骤一中高锰酸盐为高锰酸钾或高锰酸钠；步骤一中还原剂A为硫酸锰；步骤一中还原剂B为硫代硫酸钠；步骤二中混凝剂的投加量为10mg/L。
2.根据权利要求1所述的原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg(II)的方法， 其特征在于步骤一中高锰酸盐与还原剂A的摩尔比为0.2 0.8 1，高锰酸盐与还原剂B 的摩尔比为0. 8 2. 5 1，高锰酸盐投加量以锰计为1 8mg/L。
3.根据权利要求1所述的原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg(II)的方法， 其特征在于步骤一中高锰酸盐与还原剂A的摩尔比为0.67 1，高锰酸盐与还原剂B的摩尔比为2 1，高锰酸盐投加量以锰计为4mg/L。
4.根据权利要求1、2或3所述的原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg(II) 的方法，其特征在于步骤一中以120 220r/min的速度搅拌反应2 4min，再以30 50r/ min的速度搅拌反应12 18min，得到混合溶液。
5.根据权利要求4所述的原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg(II)的方法，其特征在于步骤一中以200r/min的速度搅拌反应3min，再以40r/min的速度搅拌反应 15min，得到混合溶液。
6.根据权利要求5所述的原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg(II)的方法， 其特征在于步骤二中混凝剂为硫酸铝、聚合氯化铝、氯化铁或硫酸铁。
全文摘要
原位生成新生态纳米二氧化锰彻底去除水中Hg(II)的方法，它涉及去除水中Hg(II)的方法。它解决了现有除Hg(II)工艺复杂、二次污染和去除率极低的问题。方法一、向含Hg(II)水中投加高锰酸盐和还原剂A或还原剂B，搅拌后得到混合溶液；二、混合溶液中投加混凝剂，然后依次经过常规水处理工艺混凝、过滤、沉淀和澄清后，即完成。本发明利用高锰酸盐和还原剂反应原位生成纳米二氧化锰吸附剂，能保证饮用水源中微量Hg(II)在水厂出水时达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的规定，本发明工艺除汞效率高达99％以上，工艺简单、操作灵活方便、不改变水厂原有处理工艺而且运行成本低。
文档编号C02F1/28GK102502915SQ20111045579
公开日2012年6月20日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者江进, 皇甫小留, 路希鑫, 马军 申请人:哈尔滨工业大学
