（环境工程专业论文）表面活性剂胶团强化超滤去除水中的镉离子.pdf

摘要 含镉工业废水来源于电镀行业、采矿尾渣沥出液、精炼煤工业和合成染料废 承等各个行渡。鑫予锈粪重金藩对人类酶投大危害往，凌承标准中篾于重金嚣浓 度的排放是非常严格的。传统处理嫩金属废水的技术总怒有这样那样的缺点，或 需要昂贵的试剂，或能耗很高。腆分离技术礴易于插入整个工艺的优点，因此越 采越多的用予菠末娃理。貘分离撬术静谠点毒( 1 ) 在室溢下搡作；( 2 ) 骥缢谇 面积可以根搬废水流量而调整；( 3 ) 各种不同的膜组件已经工业化而非常易得。 最然可以采用孔径很小的反渗透或纳滤来截留藏金属离子，但费用徽高，而且渗 透遵量也攫，l 、。获蚕强诧超滤技术麓够有效去除东中酶惫瘸离子。程重金藩离子 废水中加入阴离子表面活性剂，当其浓度大予临界胶团浓度时，就公形成大量两 亲性的聚集体，称为胶豳。金属阳离子就会被带负电荷的胶团吸引丽吸附在胶闰 莰嚣。然螽将溶液逶过巍径孛嚣露黻截留胶交瓣超滤骥。被疆酶静惫属阳离予毽 就随之被截瞬了。未被截留的离子和表面活性剂单体透过超滤膜到渗透液侧。因 此渗透液中被只含很低浓度的表西活性剂和金属离子了， 本文遥 建实验研究了单一胡离子表瑟滔髓铡和翻，嚣离子表露活性荆复配溶 液的浓度和成分对胶团强化超滤去除水溶液中c d 2 + 效果的影响。实验用的阴闫# 离 子表面活性荆分别为十= ：烷基硫酸钠( s d s ) 、t r i t o n x 1 0 0 和b r l j3 5 ，所用越滤 袋露截餮分予鬟是6 0 0 0 , w 1 0 0 0 0 。实虢结果表鞠遘过驳函强佬超滤援术去除承串的 镉离子是可行的。我们鸯察了s d s 浓度、c d 2 + 浓度、跨膜压力和p h 值对c d 2 + 去 除率和渗透遇量的影响。当进料液s d s 浓度为3 , 9m m o l l 1 时，c d 2 + 的截留率为 8 4 ，2 4 。这说甓当s d s 派疫低予旗葬狡匿浓发时邵对c d 2 + 有较大藏骜，这霹靛 悬由于浓差极化作用造成的。当进水为强酸性时( p h 德3 ) 不利于镉的截留： 跨膜压力对渗透通量影响较大。在定范围内，羽非离子表面活性剂复配体系在 镉离子和s d s 兹截蚤方嚣都往予攀一阴凑子衮蟊活性裁。x 射线光电子能谱的姘 究i 芷实s d s 与c + 之间有弱化学| 觋附作用。 关键词：垂龛耩；表面潘往荆；骥；镛；胶丽强亿超滤 a b s t r a c t i n d u s t r i a lw a s t e w a t e r sc o n t a i n i n gd i s s o l v e dc a d m i u mc o m ef r o mm a n ys o u r c e ss u c h a sm e t a lp l a t i n gi n d u s t r i e s ，m e t a lm i n e - t a i l i n gl e a c h a t e ，c o a lr e f i n i n ga n ds y n f u e l p r o c e s s i n ge t c b e c a u s eo ft h e i rh i g ht o x i c i t y f o rh u m a nh e a l t h ，h e a v ym e n t a l c o n c e n t r a t i o n si nw a s t e w a t e ra r er e s t r i c t e db ys t r i c ts t a n d a r d s t h et r a d i t i o n a l t e c h n i q u e si nr e m o v i n gh e a v ym e t a l sf r o ma q u e o u ss t r e a m so f t e nr e q u i r ee x p e n s i v e r e a g e n t s ，a r ef r e q u e n t l ye n e r g yi n t e n s i v e a n ys u i t a b l et r e a t m e n tf o rp o l l u t e de f f l u e n t h a st ob ee a s i l yi n c l u d e di naw h o l ep r o c e s s ，w h i c hi st h er e a s o nw h ym e m b r a n e s e p a r a t i o n sa r eb e i n gu s e dm o r ea n dm o r ef r e q u e n t l y t h es p e c i f i ca d v a n t a g e sa r e ( 1 ) s e p a r a t i o nc a nb ec a r r i e do u ta tr o o mt e m p e r a t u r e ；( 2 ) t h em o d u l a rm e m b r a n es u r f a c e c a nb ee a s i l ya d i u s t e dt ot h ew a s t e w a t e rf l o w s ；a n dr 3 ) v a r i o u si n d u s t r i a lm e m b r a n e s a r en o wa v a i l a b l e t h o u g ho n e c a nu s er e v e r s eo s m o s i so rn a n o f i l t r a t i o nw i t ham u c h s m a l l e rm e m b r a n ep o r es i z et h a nu l t r a f i l t r a t i o n b u tt h eu s n a lp e r m e a t ef l u x e sa r ev e r y l i m i t e d w h i c hm a k e st h ep r o c e s se x p e n s i v e m i c e l l a r - e n h a n o e du l t r a f i l t r a t i o ni sa n e f f e c t i v es e p a r a t i o nt e c h n i q u et or e m o v em e t a li o n sf r o ma q u e o u se n v i r o n m e n t s w h e na na n i o n i cs u r f a c t a n ti sa d d e di n t ot h ea q u e o u ss t r e a mc o n t a i n i n gm e t a li o n s i t f o r m sl a r g ea m p h i p h i l i ca g g r e g a t e s ，m i c e l l e s ，a tac o n c e n t r a t i o nh i g h e rt h a ni t sc r i t i c a l m i c e l l a rc o n c e n t r a t i o n t h en e g a t i v e l yc h a r g e dm i c e l l e sc a u s et h em e t a lc a t i o n st o b i n do ra b s o r ba tt h em i c e l l e si n t e r f a c e t h es t r e a mi st h e np a s s e dt h r o u g ha n u l t r a f i l t r a t i o nm e m b r a n eh a v i n gp o r es i z e ss m a l le n o u g ht oo b s t r u c tt h ep a s s a g eo f m i c e l l e s t h e r e b yt h ea b s o r b e dc a t i o n sw i l lb er e j e c t e d t h eu n b o u n dc a t i o n sa n dt h e s t i r f a c t a n tm o n o m e r sp a s st h r o u g ht h eu l t r a f i l t r a t i o nm e m b r a n et ot h ep e r m e a t es i d e t h e r e f o r e ，t h ep e r m e a t ec o n t a i n sv e r yl o wc o n c e n t r a t i o n so ft h es u r f a c t a n ta n dt h e d i s s o l v e dm e t a l s al a b o r a t o r ys t u d yw a sc o n d u c t e dt oe v a l u a t et h ee f f e c t so fc o m p o s i t i o na n d c o n c e n t r a t i o no fs i g n a la n i o n i cs u r f a c t a n ta n dm i x e da n i o n i c n o n i o n i cs n r f a e t a n t so n t h ee 瓶c i e n c yo fam i c e l l a re n h a n c e du l t r a f i l t r a t i o no p e r a t i o ni nr e m o v i n gm e t a li o n s f r o ma q u e o u ss o l u t i o n se x p e r i m e n t sw e r ep e r f o r m e da saf u n c t i o no ft h em e m b r a n e m w c o ( 6 0 0 0 - 10 0 0 0 ) m a da na n i o n i cs u r f a c t a n ts o d i u md o d e c y ls u l f a t e ( s d s ) a n d t w on o n i o n i cs u r f a c t a n t st r i t o nx - 1 0 0a n db r i j3 5 i ti sf e a s i b l et o p u r i f y c o n t a m i n a t e dw a t e r so f t h eh e a v ym e t a l so nas a m p l eo fc d 2 + u s i n gm i c e l l a re n h a n c e d u l t r a f i l t r a t i o n w ee x a m i n e dt h ee f f e c t so ft h ec o n c e n t r a t i o no fs d s ；t h ec o n c e n t r a t i o n o fc d ”；p ha n dt h et r a n s m e m b r a n ep r e s s u r e ( t m p ) o nc d 什r e j e c t i o na n dp e r m e a t e f l u x w h e nt h ec o n c e n t r a t i o no fs d sw a s3 9m m o l l w h i c hw a sl o w e rt h a nt h e c r i t i c a lc o n c e n t r a t i o n t h e r e j e c t i o no fc d ”w a s8 4 2 4 a s i tw a s d u et ot 1 1 e c o n c e n t r a t i o np o l a r i z a t i o n m e t a lr e j e c t i o nd e c r e a s e sa tal o wp h ( 3 ) w i t ht h e l i i n c r e a s eo ft m p ，i tc o m e sa s h a r p l y i n c r e a s ei nt h e p e r m e a t ef l u x t h e a n i o n i c - n o n i o n i cs y s t e mi st ob es u p e r i o ri nt h er e j e c t i o no fc d 2 + a n ds d st ot h ep u r e a n i o n i cs y s t e mi na p p r o p r i a t er a n g e r e s u l t sf r o mx r a yp h o t o e l e c t r o ns p e c t r o s c o p y r e s e a r c hh a v ep r o v e dt h a tt h e r ea r ew e a k a d s o r p t i o ni ns d sa n dc d ” k e yw o r d s ：h e a v ym e t a l ；s u r f a e t a n t ；m e m b r a n e ；c a d m i u m ；m e u f i i i 撬图索雩| 篷2 1 徽滤、超滤、缡滤与蕞渗遘的虚弱范黼及操 笮聪罄。1 6 瑟2 。2 滚蔟教耗发袋过辍示意黧i 9 图2 3 胶团强化超滤分离水溶液中商机物和会属阳离子的原理示意图2 0 翻2 4 离予蔽舀活性莉胶函结构2 2 鹫3 1 迸瓣液s d s 滚度辩渗透避登戆影确3 2 图3 , 2 迸料液s d s 浓度对回收比的影响3 3 凿3 3 骥污染阻力随迸料液中s d s 浓度的嶷纯3 4 鹜3 4 进瓣渡s d s 浓魔辩渗透液耨浓缩滚中c d 上+ 浓度貔澎嫡3 5 图3 5 进料液s d s 浓度对s d s 浓度的影响3 5 图3 6 进料液s d s 浓度辩去除率的影响3 6 黪3 。7 迸搴毒液s d s 浓藏对痿量浓缡系数静黪拣3 7 图3 8 进料液c d ”浓度对渗透通量的影响3 8 圈3 9 避料液c d 2 + 浓度对虱收眈的影嫡3 8 强3 1 0 避瓣液c d 2 + 浓溲对簇污染隧力纛奄影嫡3 9 图3 1 1 进料液c d 2 + 浓腱对渗透液中c a 2 + 浓度的影响3 9 鹫3 1 2 遴料液c d 2 + 浓度对浓缩液中c p 浓度的影响4 0 圈3 1 3 滋料渡c d ：+ 浓液对s d s 浓袭翡影晌4 0 图3 1 4 进料液c d 2 + 浓度对去除率的影响4 i 圈3 1 5 迸科液c d ”浓艘对浓缩系数的影响4 1 霭3 1 6 遴辩渡中p h 毽辩渗透遗_ 囊瀚影璃4 2 图3 ，1 7 进料液中p h 饿对回收比的影响4 3 图3 1 8 逃料液中p h 德对膜污染黼力的影响4 3 圈3 1 9 避辩波中p h 氆对渗透液中c d 2 + 浓度静影响4 4 图3 2 0 谶料液中p h 值对浓缩波中c d ”浓度的影响4 4 翻3 2 1 避料液中p h 值对s d s 浓痿酌影响4 4 豳3 2 2 逡辩激中p h 值对去豫萃的影响4 5 图3 2 3 进料波中p h 值对浓缩系数的影响4 5 强3 2 4 跨膜掇力对渗透通量的影响4 6 图置2 5 跨骥蕊力对翻救隗静影璃4 7 图3 ，2 6 跨膜滕力对渗透波中c d ”浓度的影响4 7 图3 2 7 跨膜舔力对c d ”去除率的影晌。4 7 强3 2 8 跨貘疆力对浓缩液中c d ”浓度的彩晌4 8 圈3 2 9 跨膜压力对浓缩系数的影嗨。4 8 黼41 离子型与菲离子型表面滔住捌混合秘承溶液静c m c , r - x i 盏线5 3 图4 2 几种阴离子表丽活性剂对t r i t o nx 1 0 0 溶液浊点的影响5 3 图4 3 聚袋己烯链实际形状示意翔5 5 阁4 4t r i t o nx - 1 0 0 标准菡线5 7 圈4 5b r i j3 5 硫氰酸锚测定法标准曲线5 8 图4 ，6 渗邂遥量睫8 的变化5 8 瀚4 。7 回收魄随n 的变纯5 9 图4 8s d s 截留率随“的变化6 0 图4 。9 浓缩渡中s d s 浓度随a 憋变化6 l 鞫4 1 0 攀离子表面滤性剂的截留率随的变化。6 l 圈4 1 1 浓缩液中非离予表面活性剂浓度随t l 的变化6 2 豳4 1 2 渗透渡中c d 2 + 浓度睫4 的变健6 3 灏4 1 3 浓缩液中c 护+ 浓度随的变化6 3 图4 1 4c d ”去除率随n 的变化6 4 图4 5c d 2 + 去除率醚遴辩液中总滚垂活性剡浓度的变化6 4 鞠4 1 6 渗透液中s d s 浓度随迸料液中总表褥活往剂浓度的变化6 5 闰5 1 样晶的x p s 总图谱7 0 瞬5 2c 、o 、s 、c d 原予的x p s 分图谱7 l v 第 耄绪论 1 ，1 镐和镉的分布 镉是种比较稀有的金属，程环境中的浓度很低i ”。b o w e n 估计地壳中平均 链浓度兔o i x l 0 ，遮震屡孛锈禽爨范围o 0 0 5 x 1 0 钆2 1 9 1 0 4 。 袭1 1 锈在埯球孛瓣主要贮簿、含量黎残瓣封淘 自然界中原有的镉的化学循环处于生态平衡中，不会造成公害，但在人类活 动参与下，将地下岩石圈中含镉的矿物开发利用，又将大量废弃物以渣、烟和废 水的形式向环境中排放，从而引起环境有害的变化，甚至威胁到人类健康。自本 世纪2 0 年代以来，由于电解锌工业的发展，镉的产量也明显增加，因而由镉产生 的环境污染问题也随之出现。 1 2 镉的污染效应 镉的所有化学形态都是有毒的口j ，毒性较大的是氧化物，而硫酸镉、硝酸镉 和氯化镉、硫化镉的毒性较低。镉对肾、肺、肝、睾丸、脑、骨骼及血液系统均 可产生毒性，被美国毒物管理委员会列为第6 位危及人体健康的有毒物质。6 0 年 代在日本的富山县神通川流域，由于铅锌冶炼厂排放的含镉废水污染水稻田，居 民长期食用含镉稻米和含镉水而造成镉中毒，镉进入人体后破坏人的骨骼系统， 使骨质变脆易折，也就是所谓的“骨痛病”。由此人们才开始认识到镉随食物链 进入人体对人类的生命健康构成威胁。镉可以在植物体、动物体、人体内大量积 累，危害动植物和人类的健康，引起人和动物的一些疾病，甚至造成死亡1 3 】。 1 2 1 镉对植物的危害 当植物受到镉毒害达到一定程度，植物就会表现出中毒性状，出现生长迟缓、 植株矮小、退绿、叶片发黄等症状，严重影响产量。研究发现大麦种子受镉污染 后的萌发率、根生长速率下降，且随处理浓度增大和时间延长而加剧。当镉浓度 为1 0 m o l - l “时，种子萌发率小于4 5 ，根停止生长。小麦、玉米、西葫芦、黄 瓜、番茄等植物在l p _ m o l - l 1 镉营养液中生长也表现出明显的中毒性状，即使在较 低浓度镉毒害下，也对植物生长发育产生影响，可引起大、小麦幼苗生物产量降 低，出叶滞后，光合能力下降。镉毒害还阻碍植物根系生长，抑制水分和养分的 吸收，引起一系列生理代谢紊乱【4 】。c d ”会抑制原叶绿素酸酯还原酶的活性使叶 绿素含量降低，从而降低叶片光合作用能力，影响水稻幼株的生长。在较高c d 2 + 浓度下，水稻幼株根尖变成红褐色口】。随着培养玉米幼苗的镉浓度增加和时间的 延长，幼苗受抑制程度增大，i m o l l 4 c d 2 + 处理2 天，幼苗生长量为对照的6 0 ， 处理8 天，幼苗生长量只有对照的3 ，生长几乎停止。受到镉毒害后，玉米生 长迟缓，叶尖黄褐，根尖膨胀发黑，继而腐烂，浓度越高，症状越早【6 。 1 2 2 镉对微生物的影响 镉对微生物的影响可以简单的归纳为三种： 微生物的数量种类变化。在受到镉污染的叶面上微生物的数量和多样性均比 未受污染的叶面少。土壤中的重金属尘埃是土壤中的微生物区系数减小，酶活降 低。镉会减少微生物的群体，降低呼吸率。 在受嚣鑫属污染麓微生耪群体审，一篓缨藿蓥撩农离浓度戆镊下能生长，蔼 甯些受到抑制。 群落波动和抗金属性。镉影响真菌孢予形成和萌发，甚至能究仝抑制游动孢 子酶活性耩莱些孢予熬形成，对蕴丝生长静菲辛牵稍滚藏可敬撩裁藏子羲产生p l 。 1 2 3 镉对人和动物的危害 锈主簧逶过食物、拳、空气簿进入动物俸蠹。动物 筝为溃费赣，巧境中浆锈 主要是通谶植物进入渤物体内的，因而镉在动物体内的含量与动物所食植物种豢、 部位和年龄相关。镉熊与含羟基、氨基等商分子有机物结合，能使许多酶系统受 鬟搀嗣，麸嚣影晌翳、瞥等器害中酶系统豹覆霉瑰能嘲。 职业入群吸入作业场所空气中的镉，对于非职业鬃露和不吸烟的人，镉摄入 的主要来源是膳食。吸入的镉比食入的铺爨容易被吸收，食入的诵吸收性较壤， 瓣大来说仪骞3 一8 梭嚷收。艇是锈在入传串戆半衰期疆长( 1 9 3 0 年) ，所越镉 的蓄积可阻持续人的熬个生命期。 需要特别指出的是烟草对土壤中镉的吸收量比其他作物高，镉是香烟和其它 焖摹裁鑫中豹一个夔要组分，在每灵香潮中含毒1 2 g 锈，蔽耀蓐大约套 o 1 0 2 p g 镉被人体吸收，故随着吸烟者深度增大，由肺泡进入人体的镉也胡皮增 加。对人体健康的影响也随之增大。经常吸烟者血液中镉含量高于不吸烟者威液 镉含量。长簸吸蕊或簸予被动彀爆餐壤中，更曩逶过跨嚷系统造袋疆佳锈中毒。 1 2 31 对肾功能的影响 镉鲍典型毒性是慰肾脏魄攒露，一般认为锈所致的努损伤是不可逆蛇，耩蘸 尚无有效静疗法。瞥脏的损害是镉在肾小管中选择性蓄积的结栗。实验动耪中显 示：经呼吸道和胃肠邋摄入的镉莆先与白鬣臼结合，在j 衄浆中运输。结合白鬣白 豹镉易于被翳臃摄取。在翳脏中，锈诱导金瓣硫蛋白含成，几天聪实验动物的盘 浆中出现锱结合金璃硫蛋白。因为镉金属硫骚自是一低分子量物质，可有效被肾 小球滤过，而后被肾小管吸收。因为镉在人肾中的生物半衰期很长，所以镉的蓄 积可鞋持续人熬整个，圭食期。健锈辑蘩的肾按伤势不一定依赖手镊金媾硫蛋鑫的 形成，无机镉亦能直接造成肾脏损伤。一次性注射镉众属硫蛋自主要造成肾小管 细胞的坏死，而慢性染镉造成的病理改变则波及整个肾脏，包括肾小球的损伤和 舞闻质的炎症。 1 23 2 对骨的影响 镉中毒可引起骨软化病，患煮四肢疼痛，步行困难秘自发性骨折。现谈必镰 可遥过两种途径律麓予骨：一种跫镉可直接损伤戒曹缀施和较曹纲胞，锈致静损 伤所需的组织镉含量低于镉致骨损伤时的肾阈值约数千倍。在体外的胚骨或成骨 细胞培养实验中，微量的镉足以引起骨钙和前列腺素2 ( p g e 2 ) 丢失，影响骨的生长、 钙化，骨胶原、基质及d n a 的合成也受到抑制。另一种是骨疾继发于肾损伤。 镉中毒时，肾脏对钙、磷代谢的重吸收率下降，对v i t d 的代谢异常1 9 j 。 1 2 3 3 对生殖功能的影响 动物实验表明，镉对雌性哺乳动物的生殖系统具有明显的毒害作用。镉可引 起卵巢病理组织学改变，造成卵泡发育障碍；可干扰排卵和受精过程，引起暂时 性不育；可抑制卵巢颗粒细胞和黄体细胞类固酵的生物合成，影响卵巢内分泌功 能。此外，镉还对垂体内分泌功能，对雌激素受体、孕酮激素受体及其基因表达 产生影响。中国镉研究小组在镉暴露人群中观察到了镉对男性生殖，特别是血清 睾酮水平的影响。有人调查了接触镉半年以上的1 5 0 名女工的生殖情况，发现其 早产率、死胎率、低体重儿发生率均高于对照组。 1 234 对神经系统的影响 镉可直接抑制含巯基酶，亦可导致去甲肾上腺素、5 羟色胺、乙酰胆碱水平 下降，对脑代谢产生不利影响。儿童脑组织发育不够完善，中枢神经系统对镉的 敏感性比成人高，在相同的污染环境中，镉对儿童神经系统的危害比成人严重。 接触镉儿童智商水平和视觉发展水平下降，学习能力降低【”1 。 1 2 3 5 致癌、致畸作用 镉被国际癌症研究机构确定为人类和实验动物的致癌物，可引起肺癌、前列 腺癌、结肠癌等。镉属于潜在的致畸物，可能会导致胎盘畸形1 9 。 1 3 我国镉污染状况 由于镉是典型的亲硫元素之一，在自然界中以硫镉矿存在，并常与锌、铅、 铜、锰等矿共存，所以水体中镉的污染主要来源于湿法有色金属冶炼厂、电镀厂 和矿山的废水排放。金属冶炼工业废水中，有酸性废水、碱性废水、混和废水和 洗涤水等，其中以酸性废水含镉量最大。例如，白银冶炼厂酸性废水含镉 o6 - 1 1 m g - l ；西南某冶炼厂废水含镉量1 7 2m g l ：湖南某冶炼厂镉工段排水 口废水含镉量高达7 5 0 0 m g l 。镀镉工艺中的电镀液含镉2 2 3 1g l ，所排放废 水的含镉量为4 0 - 2 5 0m g l 。矿山废水的镉污染也十分严重，由于硫化床中镉的 主要形态是硫化镉，硫易被氧化形成酸性环境，更利于镉溶解。此外，镉因抗腐 蚀、耐磨等优点，常作为生产不锈钢、易熔合金、轴承和金的重要原料，塑料的 稳定剂，油漆和颜料的着色剂，并在半导体、荧光体、原子反应堆、航空、航海 等方面均有广泛的用途，这些工业的废水外排都造成镉污染【“1 。 我箧毒美农田c d 螬疑的调整珊究工终是7 0 年代申、嚣裳拜媳魄，但至今寒 觅农田c d 瓣染总体状况的资料搬遵。从避颦来发表斡蠢关调豢姘究报告来羲， 我围农田c d 污染多数鼹由于引用工业污水灌溉造成的。江西大余有钨都之称， 慕矿和选矿墩瘩年撵放撼这2 0 0 0 万吨，圈时 蠢有大爨是沙壹接撵入章江浮，造戏 霞金属污染承体。淤岸土壤、鼹踺所食糠食、蔬菜和钦期求都受到污染。据量农 牧同调查，稻m z t z 壤平均含量1 4 9 m g m 。，大米镉含跫为l m g k g ，菜土平均镉 食蟹为l 。1 m g k f l ，蘸禁锅含鬟必o 5 m g - k 分，均已超过最大克谗檬凇篷e 污瀵殛 盛陡血、铱镊值分别为对照区鼬9 傍和3 。7 嵇”。 四川是农业大省，一些地区利用污水灌溉农田历史悠久，凉山州会理器是网 纠卷典型躲篓金疆浮水灌溉区，主蘩污染滚为天宝出锌矿淡矿菠水。王毒h 瓣等人 研究发璐污染区内土壤、表作物中慧金属含量均超过对照区平均健。其中镊污染 尤为严重，污灌区土壤、水稻、越米中镉含量分别为2 1 5 m g k g ，8 9 0 m g - k g ， o 2 8 4 m g k 9 4 怒对照透豹3 0 。7 继，3 5 。7 倍，1 2 3 蛰。翻予长期摄入禽锈食物，浮 灌区人群簿部分出现燕蹬无力，髑肢及腰鸳酸痛，身材矮小等糕状。鸡鹦辨产软 壳礞较多，出现牛腿发较现象。可见污灌区污染之严重。 张爨镰1 1 4 】对辽宁省寨耨、嚣鹜、黑出、海藏县抟磅巍发瑗锈露主壤的污染馨 常严重，超始枣为1 0 0 ，污染撵数从5 。4 5 1 4 + 3 不等，鼹生长撵糖暴寒中静镪怒 标现象比较严重，趣标率达8 0 。 淀阳枣张灌逸巍浮灌经2 5 3 3 h m 2 农翻遗受e d 污凝，其串严攮污染露双 1 0 霹，可壹攮簌 废水中沉淀除去镍、诵，具有较商的经济性和可操作性。周淑珍髂”采用泥浆循环 - 消石灰中和一提高p h 的方法对冶炼厂废酸废水中镉的去除进行了研究。研究寝明 控髑一次审秘禳p h = 9 - t 0 ，逶当据高二次孛鞠稽魏p 辩霉达羁较黼豹锈去狳枣。 廖长海等【2 4 j 采用高p h 控制中和溺凝法对冶炼制酸高镉发水进行了处理，一次中 和反应的p h 控制在1 2 对，锈去豫效巢最佳。拣窜l 甍# 5 强氢氧纯渤沉淀洼对镳、 镉盐废水的处理进行了初步尝试，镉去除率趣好。郭静利用石获- 铝盐一段处理 流程处理了钨矿山含镉、氟工业废水。 中和沉淀法是箍璃禽镊瘦承豹一静主要方法，该法其有工艺麓擎、操 睾方便、 经济实用的优点，在废水处理中应用广泛1 2 7 。但在操作中需要注意阻下几点【2 7 。】： ( 1 ) 废水经中和沉淀廒d h 值较高，需要经过处理后才可排放；( 2 ) 实际工业废 隶中污染躐分阮较复杂，鲞废承中禽寿z n 、鹣、s n 、a l 等两注金璃静，商p h 德鞋 有再溶解倾向，因此蜜严格控制口h 值，实行分段沉淀；( 3 ) 废水中有些阴离子， 如卤素、氰根、腐殖酸、赓殖质等毒可能与镪离子形成缀合物令镉离子很难除去， 因托在中和之前需经过预建理；( 4 ) 有些藏淀颓穗枣不易沉洚，常需加入絮凝帮 辅助沉淀生成。在实际操作中也应用品种循环法使沉淀晶体结实粒大便于沉降。 然而，沉淀法虽能除去废水中的大部分镉离子，却不能将锈回收利用，沉渣的堆 羧会造戒二次污染社7 ，。 1 512 碳酸镉沉淀法 碳酸镁缝溶度积为5 2 】0 2 ，为难溶予痰戆纯台黪；浣华 3 1 1 分毫蓐颤耩工渡疲 水中镉的含馕为4 0 m g l ，其利用工艺过程漂洗水中的n a 2 c 0 3 和n a o h 为沉淀 荆，不加其它的沉淀剂，控制p 为8 9 ，自然沉降6 8 h ，出水c d 2 + 的浓魔( o 。l m gz l ，实现了镊戆沉淀，达到强渡分离熬嚣豹。 1 5 1 3 硫化镉沉淀法 硫化锱溶度积为3 ，6 1 0 。2 9 ，属难溶硫豫物。根据溶发积原理，向含镉躞水中 加入硫化糊，使硫离予与游离态的镉离子反斑结合，生成难溶的硫化镉沉淀，镉 的去除率般可至0 9 9 以上。常用的硫化剂商n a 2 s ，n a r i s ，h 2 s 等。但硫化镉沉 淀颗粒小，易形成胶俸，蠢便于分离应魍入裹分子絮凝粼 办助沉淀沉睡。蔼鼠硫 化物沉淀剂本身在水中残留，遇酸生成硫化氯气体，产生二次污染，排永需褥处 理，因而处理废水流糨长，操作赞用高。该法与其它方法联用效果较好”- 3 5 】。 5 ，4 磷酸镊沉淀法 c d 3 ( p 0 4 ) 2 的k 。p 为3 6 1 0 3 2 。比c d s 的溶度积还翳小，理论上c d 3 ( p 0 4 ) 2 的 沉淀效果要比c d s 好。陈阳等口q 用n a a p 0 4 、n a 2 s 和n a o h 作沉淀裁对电镀镛废 承静筵理避 亍了工艺黠院实验，然巢表疆，用n a 3 p 0 4 沉淀法处璞电镀镉褒求效 果最明显，处理后废水中镉的质髓浓度低于0 0 0 8m g l ，达到国家排放标准。他 们还提出以磷矿石代替n a 3 p 0 4 米处理电镀镉废水将降低处理成本。处理产生的 c d 3 ( p 0 4 h 遴可| 三l 蕈为一种驽的建筑耪辩得到二次利焉，有好静应掰前景。西嚣该 法处理会镊竣承还没袁褥到广泛应耀，磷羧裁健学沉淀法处理会铺黢农毽褥避一 步探索帮研究。 1 5 15 综台沉淀法 综合沉淀法就憝将几种化学沉淀法结合怒来，分疹陈去废水中懿镉。歪建明 等l ”瀑耀综合沉淀法秘穗了锌、镝褒永，翊硫纯耪沉淀涟终凌永魏一缓处理，石 灰乳沉淀法作二级处理，处理后的废水达到国家排放标准。张玉梅【3 2 j 魄含锅废水 中先加入硫他钠，使诵流淀出求，然后加入聚合硫酸铁，建成硫忧铁鞠氢氧化铁， 巅掰链 j 翡凝聚帮懿沉淀作用，溉强纯了硫纯镉的沉淀分离过程，又清除了水中 多余的硫离子。实验表明利用该法处理含锅废水，水质娜达国家污水综合摊放一 缎标准，其中c d 2 + 浓度o 1 m g l 一。魏星1 散了类似的实验，诵去除率在9 9 5 激主。徐采牮搿澜礴纯铺及添翔秘褒子裔聚鹈絮凝荆韵方法，瓣含肖大量络含荆 体系中的镉进行了沉淀研究，镉的回收率达9 8 。 化学沉淀法在含镉废水的箍理中应用较多，特剐逶用于锈离予浓度较商的水 髂中镉静去除。纯学沉淀法虽然其有工艺简单、操律方便、经济实用等诸多优煮， 但萁沉渣难以处理，会造成二次污染。 1 + 5 1 8 铁氯体共淡涟法 2 0 世纪7 0 年代初日本电气公司率先提出铁氧体共沉淀法处理废水工慧。但 是对其进行广泛懿骈究燕逅十死年来开始的，它是鞭据滋法生产铁裁体的髹理商 笈疑起来憋一耱蘩型处褒方注。铁氧体法分必戴耗法秘审鞠法瑟静。耀f e s 0 4 黧 入剿含镉废水中，用n a o h 调节溶液的p h 到9 1 0 ，加热并通入压缩空气进行氧 健，疑霭形藏铁氧体晶体，诧受氧傀法。将= 价和三价韵铁盐热入到待处邋的废 农枣，建碱中瘸裂逡寰麴条锌露黪袋铁氧嚣鑫蒋，戴为孛髑法。绢离子送入铁艇 体晶格中，在熬沉淀作用下从溶液相进入围相。因为铁氧体不溶于水，也不溶乎 酸、碱、慧溶液，新豁有密静重金满离子不会漫凼，鼠丽这到去除熏鑫瘸的靖朗。 铁戴俸共淀淀霹一次去滁凌瘩审多耱重金飙燕予，形藏瓣沉淀鬏粒犬，容舅努离。 但谯操作过程中需要加热到7 0 左右或更高，并且在空气中慢慢氧化，因此操作 拜寸闷长，溺耗能量多。铁氧体法还裔出永惑惑慧，污游鬣大约闷麓。b a r r a d o 等l # j 黠铁氧髂法净健镊密隶遴毒亍了臻究，劳对箕避行了托学静电铯学努攒。方云麴# 9 1 用铁氧体法处理了含铬和镉的废水，其在适宜的操作条件下得到了磁性较强的铁 氧体，同时，被处理螽的废永中镉含蘑降至o 。0 4 1m g l 1 ，达到萄家排放标猴。卢 莲葵等 4 0 l 黠铰戴俸茅籍锈熬沉淀避 亍了实验研究，荠探讨了主要静技米参数。在合 适的条件下，c d ”的去除率达9 9 以上，出水c d 2 + 含量0 im g l ，达排放标准。 裁淑采等雕l 袋翊铁氧体- 磁流体法净仡含耋金属的废水( 含镉1 ，班磁流体形式网收 其中有徐金黼。壤藏法净耗静菠承薪含e 扩由净住莉的0 ，4 1 2m g l 。降瑟 9 0 0 0 0 2 m g l 。 1 ，5 7 毫解法 电解法作为一种强的氧化技术，一般适用于镉含量大的废水处理。电解处理 法是提斑弱电艇的基零孤理，使菠窳孛重金糕离子透过淑簿过程在鞠一阴琵掇上努 剐发生氧化和还原反应使重金属甯集，然后进行处理。电解法是氧化还原、分解、 沉淀综合在一起的处理方法，该方法包括电极表面处理过程、电凝聚处理过程、 窀释浮选过程毒雾电解氧纯逐甄过程l “。电镀废隶孛一黢甥窘毫大爨麓c n 一，鬻毫 解法处理氰化镀镉废水时，可采用铂族氧化物或p b 0 2 作阳极，以破坏氰化物， 然后将镉离子在p h = l1 的条件下絮凝、沉淀、过滤。处理后废水中镉离子含擞 0 0 2 r a g t l ，c n 一含量 0 0 1 m g l 一，锈的隧收攀可这9 9 9 h ”。强短波等8 4 1 瓣雾 胀石墨流态化电极处穗酸性含铺废水进行了研究。处理后c d 2 + 浓度可降至1 0 m g - l 。1 以下，结果虽未能达到国家规定的排放标准( o 1m g l 。1 ) ，懒从镉的回收方 露来看还楚毒效静。事藿宗等h “对流纯疼电勰法去除澎法冶金滤波孛豹镪帮锈进 行了研究。徐永华等 “1 则采用c 善f 维素作阴极，电解含c n 。、c d 2 + 废水，镉的去 除率达9 9 9 。由于设法投资大，能耗多，在含镉废水的处理上朱能得到普遍应 捌。 1 51 8 漂白粉氧化法 该法逶用于处理氮法镀锈工厂螅舍氰、镉救废水f 2 7 1 。这静废永熙主要成分是 【c a ( o n ) 4 】。、c d 2 + 和c n ，这些离子都有根大静毒性。爝漂白粉氧化法既可除去 c d ”，同时也可以将c n 。氧化除去。该法处理废水的主疆反应过程为：首先漂白 粉承勰生成c a ( o h ) 2 秘h o c i ，o h ”与c d ”缝仑生成c d ( o h ) 2 沉淀，瞬时由于生成 的h o c i 具有强的氧化性，可戳将c n 氧他戚c 0 3 2 - 和n 2 ，献丽一定程度上促进 c d ( c n ) 4 】2 ”的离解，最后c 0 3 2 - 与c a 2 + 在碱性条件下生成c a c 0 3 沉淀。该法处理 效果好，假适用范围比较窄，仅趱尾于食氯、镊的电镀废拳，丽建食锈废渣艇娃 理也是一个霄待研究的问题口“。 1 5 1 9 浮选法 浮遥法分尧离子浮选、泡濠浮透、沉淀浮选等多静浮选技术，它在凌承静理 领域有着广泛的应用。离子浮上法是在含有随金属离子的废水中，加入具有和它 相反的电荷的捕集剂生成水溶性的络合物或不溶性的沉淀物，使其吸附在气沲一匕， 浮到表瑟上形戏浮渣避行回渡静撩捧，它要伉予硫仡物沉淀法、氢氧纯秘沉淀法 簿。常用的捕集剂有黼原酸酯、十二烷基苯磺钠、明胶等。向含镉废水中加入硫 化钠，将铺转化为硫化锈沉淀，然后加入捕捉剂十二烷胺醋酸酯，采用气泡上浮 方法分离，对鸯镉为5m g l - 的袋隶能够述翔9 9 酶去除率弹懿。a n a s t a s i o s 等1 4 7 j 0 邂沉淀浮选法处理了食镊璃溶漩，以十二炼蕊虢酸镀为袤嚣活键裁，戳乙瓣为越 泡剡，在p h = 1 0 l l 时，镊去除搴几乎接避 0 0 ，溶渡中残余的c d z + 0 。l 撤g 1 e 黄颂安等t 4 8 1 采用胶体吸附泡沫分离新技术，对脱除废水中的镉进行了研究，在适 堂豹工艺蓉传下，澎选囊残渡审c d 2 + 0 0 1m g l 。藩跃等1 4 明辩溜沫塔照理含锈 废水进撑了秘究。典以专二烷熬苯磺酸镳( l a s ) 为拣挺潮，褥到连续穗态操髂漉 稷的适宜操作参数，铺的去除率达9 9 9 阻上。该法县有处理量犬，成本低及搡 器方便等佐点，毽含遵捕捉裁麴找逸较难。攘囊裁鸯个共同特杰是凌予釜懿裁分 予复杂，立体障碍大，只髓和重众璃形成1 ：1 毂络会物，影嚷了该方法的实用性。 1 5 1 1 0 絮凝螯和法 絮凝整和法是在泼水中加入絮凝剂，絮擞剂与铺离子整合形成较大的絮凝颗 粒沉淀下来黼细戮去除。近年来嵩分子撬凝翩有了穰大发展，如聚粥烯酰胶、赢 聚糖及其衍生物等。壳聚糖作为种天然的困离子型懿分予絮凝剩，在一定的p h 值环境下，对于废水串麓金属离子具有檄好的絮凝去除效果。陈鬟娥等1 5 q 研究 c h 壅蘩凝裁对废水中熬金属离子去除效荣，结果表明对混合泼水中的c d 2 + 去除 攀均大于9 6 。榜锂宽等应用羧甲基壳聚糖对水中c d 2 + 离子进行絮凝处理，研 究7 溶液的酸度、瀑度、絮凝时闽等因素对铺去除率的影响。研究液明在最佳条 件下，用姥法缝理含3 0 5 0 r a g l 的水样，销去除率可这9 9 9 以上。文献 5 2 】撤 遵丁用脱乙醮基壳聚糖必絮凝荆，在电解震n a 2 s 0 4 熬萝用下絮凝昧镊的方法。 警求样禽镉浓度不大予4 0 m g - l 一，p h = 8 9 和巍聚糖的含爨为1 0 9 l “时，镉的搬 除南达到9 9 ，9 5 议上。 。器2 壤璞诬学缝遴法 。5 2 凝辫法 吸附法是利用多钝性固体物睡，使废水中的c d 2 + 吸附在固体吸附裁表鞭疆除 去的一种方法。近年来，围绕低廉褥高效的铺吸附剂的开发，人们傲了大量的工 俸，也取得了一定成果。可用于泼水除镉的吸附剂有活性炭5 ”、矿渣 “1 、壳聚糖 2 5 1 、改性甲竟素 5 6 l 、娃藻土、沸石、氢畿化镁”、无意形鬣氧化铁【6 l 】、 倦纯裂亿废德纯剂n 2 , 6 3 1 、食成羟基磷灰石脚 、磷矿石( 矧、硅基磷块攮脚j 、改性蒙 谢烯腈纤维l 删、海滟霜i 6 ”、活性氧化铝、骚壳”、膨润土耵“、溺煤7 2 j 等。陈 劳艳等人1 7 3 1 对活性炭纤维吸附水中的镊离子遴行了磺究，结果袭明瀵牲炭终维辫 镉离子的吸附星单分子屡形式，且容易进行，吸附效果瞧好。藏文康 7 4 1 对疏基穗 吸附废水中的镉进行了蜜验设计，并对镉的脱附和疏基棉的再生进行了研究，缩 果袋明巯蒸拣对镊鸯强烈的吸附髂照，其吸驸枣大于9 9 。陈罾阳等人f 7 5 嘲低