CU2_重金属离子捕集剂去除废水中Cu_2_的研究_郑怀礼

第25卷第3期2006年5月环境化学ENVIRONMENTALCHEMISTRYVol.25,No.3May2006＊重庆市自然科学基金重点项目(CSTC-2006BA)和国家自然科学基金项目(20577072)资助.＊＊联系人,Tel:023-65120827;E-mail:zhenghl@cta.cq.cnCU2#重金属离子捕集剂去除废水中Cu2+的研究＊郑怀礼1,2＊＊陈春艳1孙秀萍1刘宏1彭德军1(1重庆大学化学化工学院,重庆,400044;2重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室,重庆400045)摘要研究了CU2#重金属离子捕集剂处理含铜废水的效果,结果表明:在pH1—14范围内,搅拌时间为5min,不加絮凝剂时,CU2#重金属离子捕集剂对含铜废水处理后,其上清液中铜含量可低于0.3mg·l-1,对铜的去除率达到99.7%,一次性处理后的含铜废水即达到国家排放标准.另外,用CU2#重金属离子捕集剂对EDTA络合铜离子的处理效果进行了初步探讨.关键词重金属离子捕集剂,铜,废水.含有铜离子的工业废水主要来源于电镀、印染、造纸、冶炼、木材防腐等行业[1—6].目前,处理重金属的方法主要有:物理法、化学沉淀法、物理化学分离法以及生物法[7],但这些方法中有些不适于处理线路板污水和电镀污水中的铜离子,尤其是在污水中存在EDTA、柠檬酸铵等络合剂,处理后的废水中铜离子浓度无法达到国家排放标准.CU2#重金属离子捕集剂能与铜反应生成一种螯合物:NRRCSSM2+SSCNRR形成的螯合物不带电荷,具有稳定的疏水结构,可以沉淀的方式在水中将铜离子去除.本文采用CU2#重金属离子捕集剂处理合铜废水,并对EDTA络合铜离子的处理效果进行了初步探讨.1实验方法配制不同浓度的游离态Cu2+与EDTA络合Cu2+的模拟废水,将500ml模拟废水置于500ml烧杯中,加入一定浓度的CU2#重金属离子捕集剂溶液,搅拌,静置,取上清液,采用中华人民共和国国标GB7474-1987测定上清液中残余Cu2+的含量.2CU2#重金属离子捕集剂与Na2S处理Cu2+的比较含铜(硫酸铜)废水中加入Na2S溶液后,生成黑色粉末状沉淀,难于沉降,在2h内仍有大量粉末悬浮于溶液中,无法沉降.并且Na2S在酸性条件下会有H2S气体生成,故对反应体系的pH值有很大的限制,生成的沉淀在pH值改变的情况下会再次析出,造成二次污染.将沉淀静置一段时间后,测其上清液铜的含量为4.2mg·l-1.含铜废水中加入CU2#重金属离子捕集剂固体后,立即有絮状的红棕色沉淀生成,在2h内已基本沉降,上清液较为透明.实验表明,在pH1—14范围内,CU2#重金属离子捕集剂与铜生成稳定的沉淀.待沉淀沉降后静置一段时间,取上清液测其铜的含量为0.2mg·l-1,达到国家排放标准.3搅拌时间的影响搅拌使CU2#重金属离子捕集剂溶液快速充分地与铜离子接触,加快反应速度.当搅拌5min时沉降速度最快,随着搅拌时间的增加,生成的红棕色絮状沉淀的沉降速度反而降低.从表1可以看出,3期郑怀礼等:CU2#重金属离子捕集剂去除污水中Cu2+的研究371搅拌5min时去除率达到最大值,随着搅拌时间的增加,去除率降低,因此,选择试验中搅拌时间为5min.4不同絮凝剂用量的影响于含铜100mg·l-1的废水中,加入CU2#重金属离子捕集剂溶液,搅拌过程中分别加入不同量的阳离子聚丙烯酰胺(CPAM,工业品),阴离子聚丙烯酰胺(APAM,工业品)和非离子聚丙烯酰胺(PAM,工业品),絮凝后上清液中铜离子的含量见表2.随着阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂投加量的不断增加,生成沉淀的速度也加快,静置一段时间后,其上清液呈红棕色的现象明显.当加入量为1.5ml时的沉降速度最快,其上清液的色度也最大.加入阴离子聚丙烯酰胺和非离子聚丙烯酰胺絮凝剂后也得到类似的现象.当只加CU2#重金属离子捕集剂溶液,不加絮凝剂时,Cu2+的去除率为99.8%,生成的沉淀能在2h内完全沉降,且上清液无色度,故本实验采用不加絮凝剂的方法.表1搅拌时间对Cu2+去除率的影响(C0=100mg·l-1)Table1InfluenceofstirringtimeonremovalrateofCu2+搅拌时间/min2510152025铜离子剩余浓度/mg·l-10.220.200.260.280.240.23去除率/%99.7899.8099.7499.7299.7699.77表2不同絮凝剂及用量对Cu2+去除率的影响Table2InfluenceofdifferentflocculantsandadditionamountonremovalrateofCu2+0.3‰CPAM/ml0.000.501.001.50投加CU2#重金属离子捕集剂及CPAM后铜离子剩