以含Ni2+、Cr3+、EDTA-Cu、焦磷酸銅的單一及綜合模擬廢水為處理對象,對市場上常見的幾種重金屬捕集劑進行了比較,結(jié)果表明捕集劑CM-1在金屬離子去除效率和經(jīng)濟效益方面更能滿足要求.在此基礎(chǔ)上,研究了捕集劑投加量、pH值、廢水初始濃度及金屬離子共存對處理效果的影響,確定了CM-1的最佳使用條件.同時對CM-1成分進行了紅外和紫外光譜分析,結(jié)果表明其屬于二硫代氨基甲酸(DTC)類物質(zhì).

關(guān)鍵詞：重金屬;捕集劑;螯合劑;電鍍廢水

中圖分類號：X703 文獻標志碼：A 文章編號：1008-9497(2010)06-665-05

0引言

近年來,隨著電鍍工業(yè)的不斷發(fā)展,尤其是點多面廣的鄉(xiāng)鎮(zhèn)電鍍企業(yè)的迅速發(fā)展,電鍍行業(yè)的污染擴散面積不斷擴大,電鍍廢水成為具有代表性的難處理工業(yè)廢水之一.目前重金屬處理技術(shù)雖然種類很多,如化學(xué)沉淀、化學(xué)氧化還原、膜分離、離子交換等,但出于經(jīng)濟性、操作性、維護性等方面的考慮,當前國內(nèi)絕大多數(shù)的電鍍企業(yè)均采用化學(xué)沉淀法處理電鍍廢水,其中又以堿性沉淀處理居多.然而,隨著新的《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)的正式實施,經(jīng)傳統(tǒng)化學(xué)方法處理的出水已無法完全達到新標準的排放要求.在這種情況下,重金屬捕集劑法由于其良好的處理效果成為電鍍廢水末端處理的理想選擇.但目前市場上重金屬捕集劑種類繁多,其在處理效率和經(jīng)濟性等方面尚未有系統(tǒng)的分析評估,給該法的工業(yè)化應(yīng)用造成了一定的影響.因此,本文對市場上常見的重金屬捕集劑進行了篩選并對其用于低濃度電鍍廢水處理進行了研究.

1試驗部分

1.1儀器與試劑

試驗儀器:TAS-990原子吸收分光光度計、PHS-25C酸度計、85-2恒溫磁力攪拌器、PA-200分析天平.配制重金屬模擬廢水所用試劑:NiSO4·6H2O,Cr2(SO4)3·6H2O,CuSO4·5H2O,C10H16N2O8Na2·H2O,Na4P2O7·10H2O,以上試劑均為分析純.重金屬捕集劑:DTCR、CM-1、MCP、TMTB和TMTF,市場上采購.

1.2試驗方法

取200mL模擬廢水于250mL燒杯中,調(diào)節(jié)pH值,加入一定量的金屬捕集劑,置于恒溫磁力攪拌器上攪拌5min,然后靜置15min,取上清液,用原子吸收分光光度法測定上清液中金屬離子濃度.

1.3試驗原理

以DTCR為例,DTCR為一種液狀二硫代氨基甲酸型螯合劑,含有大量的極性基(極性基中的硫原子半徑較大、帶負電,且易于極化變形而產(chǎn)生負電場),它能捕捉陽離子并趨向成鍵而生成難溶的二硫代氨基甲酸(DTC)鹽.生成的DTC鹽有部分是離子鍵或強極性鍵(如DTC-Ag),大多數(shù)是配價鍵(如DTC-Cu、DTC-Zn、DTC-Fe).同一金屬離子螯合的配價基極可能來自不同的DTCR分子,這樣生成的DTC鹽分子會是高交聯(lián)、立體結(jié)構(gòu)的,原DTCR的相對分子質(zhì)量為(10-15)×104,而生成的難溶螯合鹽的相對分子質(zhì)量可達數(shù)百萬甚至上千萬,故此種金屬鹽一旦在水中生成,便有很好的絮凝沉淀效果.

2結(jié)果與討論

2.1捕集劑的篩選

Ni2+濃度為1.0mg·L-1的模擬廢水,pH值調(diào)為8.0.因為根據(jù)Ni(OH)2的溶度積計算,pH>8.7時Ni2+產(chǎn)生沉淀,而且傳統(tǒng)化學(xué)沉淀出水一般為堿性.分別用DTCR、MCP、TMTB、TMTF及CM-1重金屬捕集劑對模擬廢水進行處理,捕集劑投加量為各自理論投加量的1.2倍(所需的DTCR、CM-1、MCP、TMTB和TMTF的理論投加量分別為0.12、0.11、0.12、0.10mL和0.10mL,此數(shù)據(jù)由試劑供應(yīng)商提供),實驗結(jié)果見表1.由表1可知,CM-1、MCP和TMTB均能使含Ni2+廢水達標排放,其中CM-1處理效果最好.