以含Ni2+、Cr3+、EDTA-Cu、焦磷酸铜的单一及综合模拟废水为处理对象,对市场上常见的几种重金属捕集剂进行了比较,结果表明捕集剂CM-1在金属离子去除效率和经济效益方面更能满足要求.在此基础上,研究了捕集剂投加量、pH值、废水初始浓度及金属离子共存对处理效果的影响,确定了CM-1的最佳使用条件.同时对CM-1成分进行了红外和紫外光谱分析,结果表明其属于二硫代氨基甲酸(DTC)类物质.

关键词：重金属;捕集剂;螯合剂;电镀废水

中图分类号：X703 文献标志码：A 文章编号：1008-9497(2010)06-665-05

0引言

近年来,随着电镀工业的不断发展,尤其是点多面广的乡镇电镀企业的迅速发展,电镀行业的污染扩散面积不断扩大,电镀废水成为具有代表性的难处理工业废水之一.目前重金属处理技术虽然种类很多,如化学沉淀、化学氧化还原、膜分离、离子交换等,但出于经济性、操作性、维护性等方面的考虑,当前国内绝大多数的电镀企业均采用化学沉淀法处理电镀废水,其中又以碱性沉淀处理居多.然而,随着新的《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)的正式实施,经传统化学方法处理的出水已无法完全达到新标准的排放要求.在这种情况下,重金属捕集剂法由于其良好的处理效果成为电镀废水末端处理的理想选择.但目前市场上重金属捕集剂种类繁多,其在处理效率和经济性等方面尚未有系统的分析评估,给该法的工业化应用造成了一定的影响.因此,本文对市场上常见的重金属捕集剂进行了筛选并对其用于低浓度电镀废水处理进行了研究.

1试验部分

1.1仪器与试剂

试验仪器:TAS-990原子吸收分光光度计、PHS-25C酸度计、85-2恒温磁力搅拌器、PA-200分析天平.配制重金属模拟废水所用试剂:NiSO4·6H2O,Cr2(SO4)3·6H2O,CuSO4·5H2O,C10H16N2O8Na2·H2O,Na4P2O7·10H2O,以上试剂均为分析纯.重金属捕集剂:DTCR、CM-1、MCP、TMTB和TMTF,市场上采购.

1.2试验方法

取200mL模拟废水于250mL烧杯中,调节pH值,加入一定量的金属捕集剂,置于恒温磁力搅拌器上搅拌5min,然后静置15min,取上清液,用原子吸收分光光度法测定上清液中金属离子浓度.

1.3试验原理

以DTCR为例,DTCR为一种液状二硫代氨基甲酸型螯合剂,含有大量的极性基(极性基中的硫原子半径较大、带负电,且易于极化变形而产生负电场),它能捕捉阳离子并趋向成键而生成难溶的二硫代氨基甲酸(DTC)盐.生成的DTC盐有部分是离子键或强极性键(如DTC-Ag),大多数是配价键(如DTC-Cu、DTC-Zn、DTC-Fe).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DTC盐分子会是高交联、立体结构的,原DTCR的相对分子质量为(10-15)×104,而生成的难溶螯合盐的相对分子质量可达数百万甚至上千万,故此种金属盐一旦在水中生成,便有很好的絮凝沉淀效果.

2结果与讨论

2.1捕集剂的筛选

Ni2+浓度为1.0mg·L-1的模拟废水,pH值调为8.0.因为根据Ni(OH)2的溶度积计算,pH>8.7时Ni2+产生沉淀,而且传统化学沉淀出水一般为碱性.分别用DTCR、MCP、TMTB、TMTF及CM-1重金属捕集剂对模拟废水进行处理,捕集剂投加量为各自理论投加量的1.2倍(所需的DTCR、CM-1、MCP、TMTB和TMTF的理论投加量分别为0.12、0.11、0.12、0.10mL和0.10mL,此数据由试剂供应商提供),实验结果见表1.由表1可知,CM-1、MCP和TMTB均能使含Ni2+废水达标排放,其中CM-1处理效果最好.