引用螯合沉淀法处理含重金属离子污水

引用 螯合沉淀法处理含重金属离子污水

 

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目前,治理含重金属离子废水的方法繁多,有用石灰或碱的化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法、超滤、电化学处理以及蒸发回收等,这些方法各有利弊和局限性,出于经济上原因,我国目前多采用的是化学沉淀法,但这一方法存在以下问题。

   (1)不同的重金属离子生成氢氧化物沉淀时的{zj0}PH值是不同的。金属离子,特别是重金属和高价重金属离子,很容易在水中生成各种氢氧化物,其中包括氢氧化物沉淀物,也包括各种羟基络合物,显然,它们的生成条件和存在状态与溶液Ph值有直接关系。但是,不能认为金属氢氧化物总是随着Ph值的升高而降低其溶解度,或者总是保持固定的溶解度,产生这种现象的原因在于:许多金属氢氧化物不但可以是络合阳离子,而且可以是络合阴离子例如锌的络合离子有ZnOH+,也有Zn(OH)3-,Zn(OH)2-。这些络合离子的产生都使金属氢氧化物的溶解度增大。随着溶液PH值的升高,络合阳离子的作用逐渐下降,而络合阴离子的作用逐渐上升。因而在某PH值区段会出现{zd1}溶解度,PH值再升高时因络合阴离子的增多而使溶解度上升。这类氢氧化物称为两性物质,许多金属离子如Zn2+,Ca2-,Cu2+,A13+等都可明显地生成两性氢氧化物。因此,对于由多种重金属离子组成的废水,为使某种金属离子生成氢氧化物沉淀而提高Ph时,其它共存重金属离子在该条件下又可能被溶解。例如:需要除去水溶液中的Cd2+,通常是将溶液的PH值提高到11以上时,Cd2+便会形成Cd(OH):而沉淀,但此时废水中共存的其它重金属离子Cr3+,Zn2+,A13+等在该条件下又可能溶于废水中。

    (2)重金属离子可能与溶液中的其它离子形成络合物,从而增加了它在水中的溶解度。例如,需要除去水溶液中的Cu2+,通常是将溶液的pH值提高到9以上时,Cu2+便会形成Cu(OH):而沉淀。但此时水中若含有NH,时,Cu2+将会与NH,相互作用而形成络合离子[Cu(NH3)4)2+,因此,Cu2+将不能被xx沉淀。

    (3)在大碱性介质中生成的氢氧化物沉淀,其中有小部分微细颗粒的氢氧化物,在排放中能随着Ph值的降低将重新溶解于水中,从而使重金属离子含量超过环保标准。

    因此,对于由多种金属离子组成的废水,化学沉淀法处理效果不好,处理后的出水达不到国家排放标准。尤其是对电镀,电子行业排出的有络合剂(如EDTA,NH,,柠檬酸等)存在的金属离子废水,效果就更差。为此,研究和开发高效重金属离子脱除剂,寻求更经济的处理法,受到普遍的重视,我们经过几年的攻关,开发出以《高分子重金属离子捕集沉淀剂》为核心技术的系列处理药剂DTCR,并形成年产三千吨的生产能力,为含重金属离子废水处理提供三种全新的处理方法——螯合沉淀法。

    一、螯合沉淀法的机理

    螯合沉淀法是利用DTCR能在常温—F与废水中Hg+2、Cd+2、Cu+2、pb+2、Mn+2、Ni+2、Zn+2、Cr+3等各种重金属离子迅速反应,生成不溶于水的螫合盐,再加入少量有机或(和)无机絮凝剂下,形成絮状沉淀,从而达到的捕集去除重金属的目的,DTCR是一种长链的高分子,含有大量的极性基—N-C-S.该极性基中的硫离子原子半径较大、带负电,易于极化变形,产生负,电场,捕捉阳离子,同时趋向成键,生成难溶的氨基二硫代甲酸盐汀DC盐)而析出。

    这样生成的难溶TDC盐,有的是离子键或强极性键,如TDC-Ag,大多数是配价键,如TDC-Cu、TDC-Zn、TDC-Fe.……。关于上述配价键的结构:

   二价铜为dsp2杂化,平面四方形结构

   二价锌为Sp3杂化,属四面体构型

   三价铁为d2sp3杂化,属正八面体(考虑阴离子的拥挤,它会以拉长的正八面体结构存在)

   同一金属离子螯合的配价基极可能来自不同的DTCR分子,这样生成的TDC盐的分子会是高交联的,立体结构的,原DTCR的分子量为10—15万,而生成的难溶螯合盐的分子可达到数百万,甚至上千万,故此种金属盐一旦在水中生成,受重力作用,便有好的絮凝沉析效果。

    二、螯合沉淀法的特点和应用范围

    1、处理方法简单

    只要添加药剂即可除去重金属,处理非常简单,

    2、去除重金属效果好

    且不增加设备费用。

    DTCR与重金属离子强力螯合,形成絮凝,达到去除各种重金属的非凡效果。

    A.废水的重金属离子浓度,不论是高,还是低,DTCR均能发挥作用。

    B.多种重金属离子存时DTCR能同时去除。

    C.对重金属离子以络合盐形式(EDTA、柠檬酸等)存在情况,也能发挥好的去除效果。

    D.胶质重金属也能去除。

    E.不受共存盐类的影响。

    3、絮凝效果佳

    因为DTCR是高分子制品,所以能生成良好的絮凝,以致沉降快速。

    4、污泥量少,脱水容易

    传统的化学沉淀法和低分子捕集沉淀剂处理时,大量使用助沉剂,致使污泥量增多不易脱水,甚至粘在滤布或滤带上,造成流道堵塞,脱水困难,而DTCR无此现象。

  5、pH适用范围宽

    DTCR能ph值为3—11范围内有效。

    可用于以下行业的废水处理:电镀工业、电子工业、石化工业、金属加工工业、垃圾焚烧处理.

电厂烟道气洗涤等等。

    三、结论

    1、螯合沉淀法不仅为重金属废水化学处理提供一种全新方法,而且为废水处理的沉淀理论开辟出了一新的研究领域,即螯合沉淀研究方面,以便开发出更多的螯合沉淀处理废水的新方法。

    2、我国的电子、电镀、石化等许多企业由于企业投资主体的多元化,企业投资者利益的驱动,再加上企业现有废水处理技术老化、设备陈旧,所以要达标排放需要进一步加大投入,在我国目前的经济情况下困难太大,致使不少企业情愿受罚也不愿治理达标。螯合沉淀法为这些企业提供了一种经济高效重金属废水处理方法,使其在不用增力口太多的投入,即可达标排放。

    3、电子,电镀,石化等行业是我国的主导产业,它们发展的好坏直接关系到我国经济基础的牢固与否,螯合沉淀法在这些行业中的推广,会使许多企业获得较好的经济效益,形成良性循环,促进企业改革和改造,为国际标准化组织(1SO)研究制订的环境管理系列标准——IS014000在我国全面实施做出贡献。

 

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