重金属捕集剂处理含铅废水的试验研究：高效去除率与稳定性探讨

重金属捕集剂处理含铅废水的试验研究：高效去除率与稳定性探讨

重金属捕获剂处理含铅废水的实验研究 徐颖，等 重金属捕获剂处理含铅废水的实验研究 徐颖1，河海大学环境科学与工程国家重点实验室；罗玉兰，魏光艳2 河海大学环境科学与工程学院，南京 （1.河海大学水文、水资源与水利学院，南京 ） 摘要：研究了重金属捕获剂的实验合成及重金属捕获机理，讨论了H值、捕获剂量、反应时间及多种重金属离子共存对处理效果的影响，并与传统中和沉淀法进行了捕获产物的稳定性对比。试验结果表明，金属捕获剂对NXCPb的去除率在99%以上，处理后的废水达到《污水综合排放标准》（1996年）中铅的限量值。处理效果不受pH值及共存重金属离子影响，捕收剂的稳定性远高于中和沉淀法所得产品的稳定性，降低了捕收剂对环境造成二次污染的风险。关键词：含铅废水；重金属捕收剂；废水处理；一体化沉淀。文献分类号：X703文献标识码：A文章编号：1003-6504(2f1()6)o5-0 O75-075-03含铅废水主要来源于电池、颜料、感光材料、炸药等制造行业，含铅废水常规处理为氧化物沉淀法，该法存在缺陷。

首先，氢氧化物沉淀法在pH值接近10时去除铅的效果最明显，但中和沉淀后需进行中和处理方可排放；其次，由于铅是两性物质，如果pH值超过此范围，沉淀效率会迅速下降，而工业含铅废水中往往含有多种重金属离子，由于不同金属离子生成氢氧化物沉淀的最适pH值不同，影响铅的处理效果；另外，在碱性介质中生成的氢氧化物沉淀在排放过程中会随着pH值的变化而再次溶解，造成二次污染。笔者在参考国外相关研究的基础上，研制了一种新型有机重金属清除剂，并研究了其去除重金属的原理及影响因素。1清除剂的合成及反应机理重金属清除剂为二烷基二硫代磷酸酯。采用五硫化二磷与不同类型的单不饱和醇合成二烷基二硫代磷酸酯，再将二烷基二硫代磷酸酯中的H离子用碱金属、碱土金属或铵取代，生成相应的盐，即为重金属清除剂。二烷基二硫代磷酸酯活性基团中的硫原子电负性小，半径大，易失去电子而极化变形，产生负电场。当该清除剂与某种金属离子结合时，其结构中的两个硫原子与金属离子结合形成螯合沉淀，反应方程式为（以二烷基二硫代磷酸钾为例，）：R。

＼ll R』)＼＼／＼／／／R。'一。M㈣R。／／＼。／_＼＼㈣式中M为二价金属离子，可以是Cu、Pb、Mg、Hg等。由于捕获剂与不同价态轨道的金属离子形成张力较小的空间构型，因此捕获剂与金属离子反应形成的螯合物稳定性较高。c资助项目：水利部“948”资助lJ(CT)作者简介：徐某(1957-)，女，副教授，主要从事环境化学与环境工程研究。(电话)025-(邮箱)xyh~hai@163.tom。 2 重金属废水处理试验 2.1 处理效果影响试验 （1）配制Pb浓度为200 mg/L的废水，取50 mL废水样品于小烧杯中，控制废水pH、捕收剂加入量和反应时间，用磁力搅拌器搅拌样品，静置后过滤，测定滤液中重金属离子浓度，观察反应时间、pH值、捕收剂加入量对去除效果的影响，试验条件见表1。 表1 试验条件 试验内容 反应时间影响 10、15、20、25 捕收剂加入量影响 21）pH值影响 20 （2）配制含Pb、Cd、Cu、Hg的混合废水，取50 mL废水样品于小烧杯中，控制实际加入捕收剂量与理论加入捕收剂量之比为0，用磁力搅拌器搅拌样品，静置后过滤，测定滤液中重金属离子浓度对滤液中的重金属离子进行测定，并比较其对重金属离子的去除效果。

2.2 捕获产物稳定性测试取Pb浓度为200 mg/L的废水，按化学配比加入二烷基硫代磷酸酯和氢氧化钠，采用螯合沉淀法和中和沉淀法得到沉淀。将沉淀物在40 ℃下干燥，分别置于pH=3、5、7、9的溶液中，固固重量比为10，搅拌6 h，过滤。测定各滤液中Pb浓度，观察不同pH条件下捕获产物的稳定性。捕获产物在不同环境条件下的稳定性可用于评估捕获产物在变化的环境条件下的稳定性。pH值5.0、5.0、1.2、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4均为200 mg/L。 2 1.2将沉淀物在40℃下烘干，放入pH=3、5、7、9的溶液中，固液重量比为10，搅拌6小时，过滤，测定各滤液中Pb浓度，观察不同pH条件下捕集产物的稳定性。可评价不同环境条件下捕集产物的稳定性。1反应时间对处理效果的影响l显示了二烃墓'■硫代磷酸酯捕集剂对Pb去除率的变化。从图l可知：l（】~·7I]·维普信息