重金屬捕集劑XL9對(duì)含銅電鍍廢水處理效果的研究

修　莎　周　勤　黃志勇

(華南理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,廣州510006)

摘　要　研究了含有二硫代氨基甲酸鹽的重金屬捕集劑XL9對(duì)2種不同濃度的含銅電鍍廢水處理的影響因素和效果。研究結(jié)果表明,處理pH為2·05、含銅584·79mg/L的廢水,可無需調(diào)節(jié)pH直接投加10mL捕集劑,攪拌反應(yīng)3min,靜置后其上清液中所含銅離子為0·24mg/L,去除率達(dá)到99·96%,完全達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)。在pH3~10范圍內(nèi),投加0·20mL捕集劑,對(duì)含銅4·16mg/L的廢水的去除率可達(dá)到94·95%以上,其出水濃度小于0·5mg/L,達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞　重金屬捕集劑　銅離子　電鍍廢水　去除

電鍍是利用電化學(xué)的方法對(duì)金屬和非金屬表面進(jìn)行裝飾、防護(hù)及獲取某些新性能的一種工藝過程[1]。由于鍍件功能要求不同,其工藝條件也不同,因此電鍍廢水的污染物很復(fù)雜,主要含有銅、鎳、鉛、鉻等金屬離子,還有一些絡(luò)合劑如EDTA、檸檬酸、NH3等。隨著環(huán)保要求的不斷提高,傳統(tǒng)的化學(xué)方法因?qū)H的要求較嚴(yán)格,易受絡(luò)合物的影響等,已較難滿足日益嚴(yán)格的廢水排放要求[2]。而重金屬捕集劑因具有操作簡單、處理成本低、效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),在重金屬廢水治理中的前景日趨廣闊[3~7]。本實(shí)驗(yàn)在以前研究的基礎(chǔ)上[8],合成了一種含有二硫代羧基的新型重金屬捕集劑XL9。以含銅的2種電鍍廢水作為研究對(duì)象,重點(diǎn)研究XL9的投加量、pH值及反應(yīng)時(shí)間對(duì)不同濃度的含銅電鍍廢水去除的影響,取得了較好的處理效果。

1　重金屬捕集劑XL9的合成與表征

1.1　XL9的合成

一定比例的2種低分子量的多胺類物質(zhì)與0·6mol的環(huán)氧氯丙烷攪拌反應(yīng)。然后升溫到85~95℃,加入0·7mol氫氧化鈉,得到粘稠透明的淡黃色中間產(chǎn)物。在不高于30℃下,先后加入摩爾比為1∶1的氫氧化鈉和二硫化碳進(jìn)一步反應(yīng),得到桔紅色液體狀的重金屬捕集劑XL9,密度為1·172g/mL。

1.2　XL9的表征

XL9經(jīng)真空泵抽濾,再經(jīng)丙酮脫水,真空干燥,制得黃色固體產(chǎn)物。在500~4000cm-1范圍內(nèi),對(duì)粉末狀的XL9進(jìn)行了紅外光譜(KBr壓片)測定,掃描結(jié)果見圖1。

由圖1可知,在波數(shù)3385cm-1處有寬峰,是—NH的伸縮振動(dòng)吸收,2830~2943cm-1的峰為亞甲基伸縮振動(dòng)吸收,1463cm-1出現(xiàn)的N—CS的特征吸收峰,CS的振動(dòng)吸收峰在1195cm-1。這說明XL9中含有二硫代氨基甲酸類物質(zhì)。二硫代氨基甲酸鹽能捕捉陽離子并趨向成鍵,與二價(jià)的重金屬離子M2+(如Cu2+、Ni2+等)形成穩(wěn)定的交聯(lián)網(wǎng)狀的重金屬離子螯合物沉淀。

2　實(shí)驗(yàn)部分

2.1　實(shí)驗(yàn)材料

重金屬捕集劑XL9自制。實(shí)驗(yàn)用水取自廣東省某綜合性電鍍廠綜合廢水,酸銅廢水pH=2·05,總[Cu2+]=584·79mg/L,呈淡藍(lán)色;堿銅廢水pH=7·57,總[Cu2+]=4·16mg/L。

2.2　實(shí)驗(yàn)儀器