金属络合离子

1、重金属离子络合剂法处理含铅废水的实验研究2009-12-14 09:41来源：重金属污染，神污染防治信息网崔树荣、李敏、崔涛、周炜、胡国宪、徐照辉摘要:工矿企业所排放的含铅废水是导致我国地表水体铅污染的主要污染来源之 一。近年来我国铅污染事件频发，已经严重危害到了人民的健康，兰州捷晖生物 环境工程有限公司研制成功的重金属离子络合剂具有出水可回用，废水中的铅可 以回收利用，无二次污染，节能环保等特点，在重金属污染治理领域，受到了广 大用户的好评。关键词：重金属离子络合剂含铅废水回收利用1、前言铅是自然界中分布很广的一种元素。据有关资料统计显示，全世界大约有40%的 铅用于制造蓄电池，20%以烷基

2、铅形式加入汽油作为防爆剂，12%用于建筑材料， 6%用于电缆外防护层，5%用于制造弹药，剩下17%用于其他用途1。仅有约1/4 的铅被回收再利用，其余大部分以废气、废水、废渣等各种形式排放于环境中， 造成大面积的大气、水体、土壤等环境铅污染3-7。最终，影响人体的神经系统、 造血系统、消化系统以及生殖系统，危害人体健康，特别是对儿童的危害最大。 根据有关医学研究表明：儿童血铅水平高于或等于100 p g/L时将对儿童智力发 育产生影响，导致儿童智力下降；儿童的血铅含量与智商（IQ）呈显著负相关， 当血铅水平每增加100 p g/L时，智商平均降低13分；国际医学权威杂志“New England

3、 Journal of Medicine”多次发表文章证明，儿童在发育早期严重铅中毒 引起的智力和脑功能损伤是不可逆的。我国地表水体中铅污染现象仍比较普 遍，虽然部分区域已经得到明显改善。工矿企业所排放的含铅废水是导致我国地 表水体铅污染的主要污染来源之一。近年来我国铅污染事件频发，主要事件有：2006年9月，甘肃省徽县发生铅污染事件，监察部和原国家环保总局联合调查 组调查表明，徽县有色金属冶炼公司是此次污染事件的直接责任单位。2006年11月，河南省卢氏县发生铅污染事件，主要污染源是卢氏县星火冶 炼厂。2009年8月，陕西省凤翔县发生铅污染事件，陕西东岭冶炼公司是造成这 次儿童血铅超标的主要

4、污染源。这些事件说明我国地表水体中铅污染现象比较普遍，已经严重危害到了人民的健 康。而工矿企业所排放的含铅废水是导致我国地表水体铅污染的主要污染来源之现有含铅废水的处理方法有：化学沉淀法、离子交换树脂法和吸附法等10，这 些方法都只是将污染转化成沉淀或是更易处理的形式，最终的处置通常是进行填 埋，然而由此带来的二次污染常需付出更昂贵的代价。另外，这些方法在实际操 作中常存在一定缺陷，尤其是对浓度较低的含铅废水常行不通，近年来，能够满 足日益严格的环保要求的处理方法不多，本文的主要研究利用兰州捷晖生物环境 工程有限公司研制成功的重金属离子络合剂处理含铅废水，利用重金属离子络合 剂处理和回收废水中

5、的铅，是目前实践证明最有发展前途的一种新方法。它与传 统的处理方法相比，具有以下优点：出水水质好，可重复利用污泥量少，其中金属含量高，便于回收；重金属离子络合剂无毒无味，使用过程中，不产生二次污染，安全可靠；节能，处理效率高；大多数废水不需中和，可直接用重金属离子络合剂处理；不会去除如钠、镁、钾、钙等碱土金属；投资小，运行费用低，无二次污染。2材料与方法2.1试验仪器变速搅拌机1台、德国Lovibond ET99730分光光度计1台、pHS 一 2型酸度计2.2重金属离子络合剂作用机理该产品是有机酸盐和生物技术的完美结合，通过复杂的反应工程去除重金属。在 反应过程中，有机酸盐中所含有的-COO

6、H(羧基)，-OH(羟基)，-NH2(氨基)等官 能基团以及自身带有的负电荷阴离子性质，均对金属离子有吸附作用，同时表面 还黏附着大量有机含硫、含磷高分子化合物。金属离子与表面结构材料上的羧基 阴离子、磷酸阴离子、有机含硫高分子化合物和有机含磷高分子化合物等发生相 互作用而被固定，形成不溶性“Metaplex球体”。而“Metaplex球体”也会释 放部分外部电荷吸引其他Metaplex和金属的络合物。当这些不溶性颗粒在废水 中循环时，它们会互相结合形成絮体。24分钟内，絮凝就基本完成，形成小 体积、高密度的含重金属污泥。它可以在酸性条件下去除所有过渡金属及其盐， 包括铁、铜、竦、钻、锌、汞、

7、镉、铅、金、银、铂、铭、锡。也对30多种镧 系、锕系金属有效。尤其重要的是，它不会去除如钠、镁、钾、钙等碱土金属。 当废水中含有高浓度的这类元素时，该产品将不会被消耗，它只络合重金属。2.3试验因素的确定在中试试验前我们进行了小试试验确定了试验因素如下：1、确定药剂投加量为2、确定最佳反应时间为25分钟。3、确定最佳搅拌速度与静置沉降时间：选定最佳搅拌转速为100140转。工业 化实施时转速可选择为60转/分，只要实现药剂与污水充分混合、污泥不会沉淀 即可。与静置沉降时间为40分钟。2.4工艺流程(1)中试工艺厂艺流程匿(2)工艺概述以小试研究数据为依据，确定中试研究设备的制作参数以及工艺流程

8、。根据小试 取得的反应时间、搅拌速度、污泥沉降时间、污泥量等数据，编写7PLC控制程 序。中试设备的PLC自动控制模块，是按时间进行设定控制各个作业环节的，中试装 置设置为两级反应，每级有并列的两个反应罐。来自30万吨硫酸净化系统的酸性污水，先进入一级除铜反应入罐，当进水量 达到预定液位时，由PLC自动控制关闭进水阀，停止A罐进水，打开并列B罐的 进水阀，同时开启A罐的搅拌器及加药泵，按照污水中的铜离子含量，定量泵自 动向罐内投加重金属离子络合剂，达到预定的反应时间后，加药和搅拌自动停止， 静置使污泥沉降。搅拌时间为25-35分钟可调，为了确保该系统的联续运行，每 个反应罐的加药、搅拌、静沉、

9、排水、排泥总合时间为75分钟。当B罐进水进水达到预定液位时，PLC系统自动执行加药、搅拌等操作过程， 反应完成后，开始污泥沉降，此时，A罐正好完成污泥沉降，开始排泥和往中间 槽排澄清液；A罐完成排水、排泥作业后，开始再次自动进污水。A罐进水到预 定液位时，B罐正好完成沉降，开始排水、排泥作业，之后，B罐再次进水，B 罐完成进水后，A罐完成反应、污泥沉降，开始往中间槽排水A、B两罐如此连 续交替循环操作，完成一级除铜反应。一级反应去除金属离子后的污水，通过中间储槽，用泵输送进入二级除神反 应罐。二级除神反应为C、D两个并列的反应罐，其作业过程与一级反应完全相 同，C、D两个反应罐交替作业，定量泵

10、依据污水中神含量投加重金属离子络合 剂，控制加药量、反应时间、搅拌强度等工艺参数，使液相中的神沉降去除，出 水回用或者达标处理后排放。A、B、C、D四个反应罐连续交替循环作业，在宏观上形成连续进水、连续出 水的作业效果。一级反应排出的污泥富含有价金属，返回冶炼回收；二级反应排 除的污泥，含神较高，返回公司其他单位回收。3、结果与讨论3.1水样检测数据日期时间原水mg/L一级出水mg/L一级处理率%二级出水 mg/L总处理率%泥6月17日2;0010.00MO24.000%0 5095Q0%6月听8:009.706.6031.959%2 1078.35%2.3406月17日14:0018.503

11、.40SI.622%2.80S4 &6%1.4S06月17日180013.907.(5045.324%1.6088.49%1.8106月18日8:006.705.2022.388%5 1023.88%2.7206月18日H;008.106.1024.691%0.00100.00%6月18日14:009 JO4.50S4.545%0.00100.00%6月19日2:005.104.0021.569%0.5090,20%。月19日12:0011.108.7021.622%4.6G58.56%6月19日WOO7.602.2071.05 泓0.00100.00%6月20日12:008J06.7017.

12、284%0.00100.00%6月20日16:006.203.6041.935%3 0。51.61%。月20日lf:005.703.9031.579%3.4040.35%。月21日8.009.108.407.692%1.3085.71%6月2】日12:008.207.3010 ”6%1.60SO .49%6月21日WOO11.608.5026.724%4.9057.76%6月22日1:007.207.002.778%0.00100.00%。月22日8:006.606.009.091%。00100.00%17.4306月22日14:009.404.8048.936%o.oa100.00%15.7006月23日o：oa11.503.4070.435%0.00100.00%8.0106 月