離子交換—螯合技術(shù)深度處理重金屬?gòu)U水.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)以及城市化進(jìn)程的飛速發(fā)展，重金屬?gòu)U水的排放量日益增加，重金屬污染已經(jīng)對(duì)人類的健康，日常生活以及生存造成了嚴(yán)重威脅。為了緩解和解決這一問題，世界各地的環(huán)境科學(xué)家們?yōu)榇送度肓舜罅垦芯?，其中化學(xué)沉淀法由于成本低廉，設(shè)備要求簡(jiǎn)單而成為治理重金屬?gòu)U水的主要手段之一。然而由于廢水中重金屬含量并不是確定的，為了確保廢水中重金屬的完全沉淀，需要往廢水中投放過量的重金屬沉淀劑。而這些沉淀劑如果直接排放，則不僅浪費(fèi)了沉淀劑，而且還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污

2、染。而目前廢水中過量重金屬沉淀劑的處理方法主要是往廢水中添加鐵鹽，通過凝結(jié)/絮凝作用去除過量的沉淀劑，但這種方法不僅會(huì)產(chǎn)生大量底泥而且浪費(fèi)沉淀劑。 為了改進(jìn)化學(xué)沉淀法的應(yīng)用工藝，我們研究了使用新的技術(shù)以補(bǔ)充化學(xué)沉淀法在應(yīng)用中的不足的可行性。由于重金屬沉淀劑的有效基團(tuán)為陰離子，而大部分絡(luò)合重金屬均帶有部分負(fù)電荷，因此我們考慮使用陰離子交換樹脂實(shí)現(xiàn)廢水中過量的重金屬沉淀劑以及少量絡(luò)合重金屬的同時(shí)去除。我們稱這種技術(shù)為離子交換-螯合

3、技術(shù)。 本文采用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)兩種方法研究了這種技術(shù)的可行性。研究中使用陰離子交換樹脂(X231)處理SDD(代表重金屬沉淀劑)和CuEDTA(代表絡(luò)合重金屬?gòu)U水)，其主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下： 使用X231樹脂對(duì)SDD和CuEDTA的交換容量分別為430.46 mg/g以及17.88mg/g，由于SDD可以和CuEDTA反應(yīng)生成紅褐色Cu(SDD)<,2>沉淀，因此交換了SDD和CuEDTA的樹脂還能分別與CuEDTA和S

4、DD再次進(jìn)行螯合反應(yīng)從而達(dá)到樹脂的二次利用以及再生，其螯合交換容量分別為20.68 mg/g和150.28 mg/g。分別交換了SDD和CuEDTA的樹脂可以在pH=7的溶液中穩(wěn)定保存，而且使用后的樹脂可以用酸或堿液洗脫再生。使用堿液再生后樹脂對(duì)SDD和CuEDTA的交換量分別為43.20 mg/g和21.29 mg/g。 動(dòng)態(tài)離子交換-螯合技術(shù)處理SDD以及CuEDTA溶液的實(shí)驗(yàn)表明，使用X231離子交換樹脂柱可以有效處理含

5、過量SDD或殘留CuEDTA的廢水。原濃度為1.g/L的SDD溶液經(jīng)過離子交換柱后流出液濃度能降至0.5 mg/L以下，原濃度為5.0 mg/L的CuEDTA溶液經(jīng)過離子交換柱后流出液濃度低于0.01 mg/L。 雖然X231樹脂對(duì)自由銅離子沒有交換作用，但吸附了SDD的樹脂柱可非常有效地去除自由銅離子。因此吸附了SDD的X231樹脂柱可對(duì)自由銅與絡(luò)合銅混合溶液中自由銅和絡(luò)合銅同時(shí)去除。如：5mg/L(Cu<'2+>：CuED