螯合沉淀法處理含重金屬離子廢水

論文類型	技術與工程	發表日期	2002-11-01
來源	《中國給水排水》2002年第11期
作者	王文豐,黃翠萍
關鍵詞	螯合沉淀法含重金屬離子廢水 DTCR
摘要	介紹了一種治理含重金屬離子廢水的新方法——螯合沉淀法，并對其機理、特點和應用范圍進行了闡述，最后給出了兩個應用實例。

王文豐¹，黃翠萍²
(1.蘇州大學職業技術學院，江蘇蘇州215006；2.蘇州普銳德新材料開發有限公司，江蘇蘇州 215021)

　　摘　要：介紹了一種治理含重金屬離子廢水的新方法——螯合沉淀法，并對其機理、特點和應用范圍進行了闡述，最后給出了兩個應用實例。
　　關鍵詞：螯合沉淀法；含重金屬離子廢水；DTCR
　　中圖分類號：X703
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2002)11-0049-02　

　　目前，我國多采用化學沉淀法處理含重金屬離子廢水，但由于不同的重金屬離子生成氫氧化物沉淀時的最佳pH值不同，以及某些重金屬離子可能與溶液中的其他離子形成絡合物(增加了它在水中的溶解度)，所以處理效果往往不理想。另外，重金屬離子在堿性介質中生成的氫氧化物沉淀，其一部分會在排放中隨著pH值的降低而重新溶解于水中。因此，需要研究和開發高效的重金屬離子脫除劑，尋求更經濟的處理方法。?

1　螯合沉淀法機理

　　DTCR為長鏈高分子物質，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生負電場)，它能捕捉陽離子并趨向成鍵而生成難溶的氨基二硫代甲酸鹽(TDC鹽)。生成的TDC鹽有部分是離子鍵或強極性鍵(如TDC—Ag)，大多數是配價鍵(如TDC—Cu、TDC—Zn、TDC—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TDC鹽的分子會是高交聯的、立體結構的，原DTCR的相對分子質量為(10～15)×10⁴，而生成的難溶螯合鹽的可達數百萬甚至上千萬，故此種金屬鹽一旦在水中生成，便有很好的絮凝沉析效果。
　　螯合沉淀法利用了DTCR在常溫下能與廢水中Hg²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Cr³⁺等多種重金屬離子迅速反應的特點，在生成不溶于水的螯合鹽后再加入少量有機或(和)無機絮凝劑以形成絮狀沉淀，從而達到捕集去除重金屬離子的目的。?

2　螯合沉淀法的特點

　　螯合沉淀法具有如下特點：
　　①處理方法簡單，只要添加藥劑即可除去重金屬離子，且不增加設備費用；
　　②DTCR能與重金屬離子強力螯合，去除重金屬效果好；
　　③DTCR是高分子制劑，其與金屬離子能生成良好的絮凝體，絮凝效果佳；
　　④污泥量少且易脫水(采用傳統的化學沉淀法和低分子捕集沉淀劑處理時，往往需要投加大量的助沉劑而致使污泥量增多，且污泥不易脫水，甚至粘在濾布或濾帶上而造成流道堵塞)；?
　　⑤DTCR的pH值適用范圍寬，在pH=3～11范圍內有效。
　　DTCR可用于電鍍、電子、石化、金屬加工、垃圾焚燒處理、電廠煙道氣洗滌等行業的廢水處理。?

3　應用實例

3.1　電鍍廠廢水處理
　　運行條件及處理結果分別見表1、2，處理工藝見圖1。

表1 處理工藝條件 Cr⁶⁺還原反應沉淀 Na₂S₂O₅(mg/L) H₂SO₄(mg/L) pH NaOH(mg/L) DTCR(mg/L) PAM(mg/L) 213 88 2.52 444 100 1

表2 處理結果 組分 Cu²⁺(mg/L) Zn²⁺(mg/L) Fe³⁺(mg/L) 總Cr(mg/L) Ni²⁺(mg/L) pH 原水 7.3 79.8 1.74 33.3 4.05 3.36 處理出水 0.0123 0.2349 0 0 0.1819 8.35

　　由表2可知，系統對金屬離子去除效果好。此廢水若用化學沉淀法處理，因各離子生成沉淀的最佳pH值不同，其去除往往不能兼顧：當pH值調至8～9時鋅、鎳嚴重超標，但若將pH值提高到9以上時則鉻會因反溶而超標。螯合沉淀法則很好地解決了這個問題。
3.2 印刷電路板廠廢水處理
　　運行條件及處理結果分別見表3、4，處理工藝見圖2。

表3　處理工藝條件　　 mg/L 反應沉淀 DTCR NaOH FeCl₃ PAM 180 64 210 2

表4　　處理結果 組分 Cu²⁺(mg/L) pH 原水 19.6 4.5 處理出水 0.36 7.2 注：廢水中絡合劑EDTA的質量分數為3.9%。