螯合沉淀法处理含重金属离子废水

论文类型	技术与工程	发表日期	2002-11-01
来源	《中国给水排水》2002年第11期
作者	王文丰,黄翠萍
关键词	螯合沉淀法含重金属离子废水 DTCR
摘要	介绍了一种治理含重金属离子废水的新方法——螯合沉淀法，并对其机理、特点和应用范围进行了阐述，最后给出了两个应用实例。

王文丰¹，黄翠萍²
(1.苏州大学职业技术学院，江苏苏州215006；2.苏州普锐德新材料开发有限公司，江苏苏州 215021)

　　摘　要：介绍了一种治理含重金属离子废水的新方法——螯合沉淀法，并对其机理、特点和应用范围进行了阐述，最后给出了两个应用实例。
　　关键词：螯合沉淀法；含重金属离子废水；DTCR
　　中图分类号：X703
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2002)11-0049-02　

　　目前，我国多采用化学沉淀法处理含重金属离子废水，但由于不同的重金属离子生成氢氧化物沉淀时的最佳pH值不同，以及某些重金属离子可能与溶液中的其他离子形成络合物(增加了它在水中的溶解度)，所以处理效果往往不理想。另外，重金属离子在碱性介质中生成的氢氧化物沉淀，其一部分会在排放中随着pH值的降低而重新溶解于水中。因此，需要研究和开发高效的重金属离子脱除剂，寻求更经济的处理方法。?

1　螯合沉淀法机理

　　DTCR为长链高分子物质，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氨基二硫代甲酸盐(TDC盐)。生成的TDC盐有部分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)。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的相对分子质量为(10～15)×10⁴，而生成的难溶螯合盐的可达数百万甚至上千万，故此种金属盐一旦在水中生成，便有很好的絮凝沉析效果。
　　螯合沉淀法利用了DTCR在常温下能与废水中Hg²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Cr³⁺等多种重金属离子迅速反应的特点，在生成不溶于水的螯合盐后再加入少量有机或(和)无机絮凝剂以形成絮状沉淀，从而达到捕集去除重金属离子的目的。?

2　螯合沉淀法的特点

　　螯合沉淀法具有如下特点：
　　①处理方法简单，只要添加药剂即可除去重金属离子，且不增加设备费用；
　　②DTCR能与重金属离子强力螯合，去除重金属效果好；
　　③DTCR是高分子制剂，其与金属离子能生成良好的絮凝体，絮凝效果佳；
　　④污泥量少且易脱水(采用传统的化学沉淀法和低分子捕集沉淀剂处理时，往往需要投加大量的助沉剂而致使污泥量增多，且污泥不易脱水，甚至粘在滤布或滤带上而造成流道堵塞)；?
　　⑤DTCR的pH值适用范围宽，在pH=3～11范围内有效。
　　DTCR可用于电镀、电子、石化、金属加工、垃圾焚烧处理、电厂烟道气洗涤等行业的废水处理。?

3　应用实例

3.1　电镀厂废水处理
　　运行条件及处理结果分别见表1、2，处理工艺见图1。

表1 处理工艺条件 Cr⁶⁺还原反应沉淀 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 处理结果 组分 Cu²⁺(mg/L) Zn²⁺(mg/L) Fe³⁺(mg/L) 总Cr(mg/L) Ni²⁺(mg/L) pH 原水 7.3 79.8 1.74 33.3 4.05 3.36 处理出水 0.0123 0.2349 0 0 0.1819 8.35

　　由表2可知，系统对金属离子去除效果好。此废水若用化学沉淀法处理，因各离子生成沉淀的最佳pH值不同，其去除往往不能兼顾：当pH值调至8～9时锌、镍严重超标，但若将pH值提高到9以上时则铬会因反溶而超标。螯合沉淀法则很好地解决了这个问题。
3.2 印刷电路板厂废水处理
　　运行条件及处理结果分别见表3、4，处理工艺见图2。

表3　处理工艺条件　　 mg/L 反应沉淀 DTCR NaOH FeCl₃ PAM 180 64 210 2

表4　　处理结果 组分 Cu²⁺(mg/L) pH 原水 19.6 4.5 处理出水 0.36 7.2 注：废水中络合剂EDTA的质量分数为3.9%。