含铅离子模拟废水沉淀处理理论分析及产物表征

含铅离子模拟废水沉淀处理理论分析及产物表征①ＦｒａｎｃｉｓＲｕｚａｇｉｌｉｚａＩｎｎｏｃｅｎｔ，李新颖，陈泉源（东华大学环境科学与工程学院，上海２０１６２０）摘要：采用氢氧化钙、碳酸钠和硫化钠处理含铅废水，在测定铅离子浓度、ｐＨ值、ζ电位、上清液浊度等指标的基础上，结合溶液化学平衡分析及沉淀产物结构表征，探讨了沉淀剂用量对铅离子去除率的影响及沉淀剂作用机理。研究结果表明：氢氧化钙用量为理论计算量的２．５倍时，铅离子去除率达到最高值，为７６．１０％；碳酸钠用量为理论计算量的１．５倍时，铅离子去除率达到最高值，为９９．８０％；硫化钠用量为理论计算量的１．５倍时，铅离子去除率达到最高值，为９９．７０％。尽管硫化铅溶度积很小，而铅离子去除率比理论值低，其原因可能是溶液饱和度过高，某些沉淀物直径小于０．４５μｍ，从而透过滤膜所致。Ｘ射线衍射和热重分析表明，氢氧化钙与含铅废水作用生成的沉淀物为ＰｂＯ和Ｐｂ５Ｏ８；碳酸钠与含铅废水作用生成的沉淀物为ＰｂＣＯ３；而硫化钠与含铅废水作用生成的沉淀物为ＰｂＳ，ＰｂＳＯ４和Ｐｂ１０（ＣＯ３）６（ＯＨ）６Ｏ，这对污泥处理处置以及回收利用有指导意义。关键词：废水处理；铅；沉淀；ζ电位；污泥中图分类号：Ｘ７０３文献标识码：Ａ文章编号：０２５３－６０９９（２０１１）０６－００８２－０６ＰｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｏｆＳｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄＷａｓｔｅｗａｔｅｒＣｏｎｔａｉｎｉｎｇＬｅａｄＩｏｎｓａｎｄＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＰｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎＰｒｏｄｕｃｔｓＦｒａｎｃｉｓＲｕｚａｇｉｌｉｚａＩｎｎｏｃｅｎｔ，ＬＩＸｉｎ⁃ｙｉｎｇ，ＣｈｅｎＱｕａｎ⁃ｙｕａｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＤｏｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１６２０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃａｌｃｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅ，ｓｏｄｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅａｎｄｓｏｄｉｕｍｓｕｌｆｉｄｅｗｅｒｅｕｓｅｄａｓｐｒｅｃｉｐｉｔａｎｔｓｔｏｒｅｍｏｖｅｌｅａｄｉｏｎｓｆｒｏｍｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｗａｓｔｅｗａｔｅｒ．Ｂａｓｅｄｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｏｆｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｐＨ，ζ⁃ｐｏｔｅｎｔｉａｌａｎｄｓｕｐｅｒｎａｔａｎｔｔｕｒｂｉｄｉｔｙｏｆｌｅａｄｉｏｎｓ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｎｔｄｏｓａｇｅｏｎｌｅａｄｉｏｎｓｒｅｍｏｖａｌｓ，ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｗｅｒｅｅｘａｍｉｎｅｄｗｉｔｈｓｏｌｕｔｉｏｎｃｈｅｍｉｃａｌｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅｏｆｌｅａｄｉｏｎｍａｘｉｍａｌｌｙｒｅａｃｈｅｓ７６．１０％ａｓｔｈｅｄｏｓａｇｅｏｆｃａｌｃｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅｂｅｉｎｇ２．５ｔｉｍｅｓａｓｍｕｃｈａｓｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉ⁃ｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ．Ａｓｃｏｍｐａｒｅｄ，ｉｔｍａｘｉｍａｌｌｙｒｅａｃｈｅｓ９９．８０％ａｎｄ９９．７０％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｓｔｈｅｄｏｓａｇｅｏｆｓｏｄｉｕｍｃａｒ⁃ｂｏｎａｔｅａｎｄｓｏｄｉｕｍｓｕｌｆｉｄｅｂｅｉｎｇ１．５ｔｉｍｅｓａｎｄ２．５ｔｉｍｅｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｓｍｕｃｈａｓｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ．ＴｈｅｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙｐｒｏｄｕｃｔｏｆＰｂＳｉｓｖｅｒｙｌｏｗ，ｂｕｔｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅｏｆｌｅａｄｉｏｎｉｓｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｖａｌｕｅ，ｂｅｃａｕｓｅｓｏｍｅｐｒｅ⁃ｃｉｐｉｔａｎｔｗｉｔｈｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｌｅｓｓｔｈａｎ０．４５μｍｐｅｎｅｔｒａｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｍｅｍｂｒａｎｅｄｕｅｔｏａｈｉｇｈｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎ．Ｒｅ⁃ｓｕｌｔｓｆｒｏｍＸ⁃ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｃａｌｃｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅｒｅａｃｔｉｎｇｗｉｔｈｌｅａｄ⁃ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｒｅｓｕｌｔｅｄｉｎｔｈｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｎｔｏｆＰｂＯａｎｄＰｂ５Ｏ８，ｓｏｄｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅｒｅａｃｔｉｎｇｗｉｔｈｌｅａｄ⁃ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｒｅ⁃ｓｕｌｔｅｄｉｎｔｈｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｎｔｏｆＰｂＣＯ３，ａｎｄｓｏｄｉｕｍｓｕｌｆｉｄｅｒｅａｃｔｉｎｇｗｉｔｈｌｅａｄ⁃ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｒｅｓｕｌｔｅｄｉｎｔｈｅｐｒｅｃ