重金属捕集剂XL9对含铜电镀废水处理效果的研究
修 莎 周 勤 黄志勇
(华南理工大学环境科学与工程学院,广州510006)
摘 要 研究了含有二硫代氨基甲酸盐的重金属捕集剂XL9对2种不同浓度的含铜电镀废水处理的影响因素和效果。研究结果表明,处理pH为2·05、含铜584·79mg/L的废水,可无需调节pH直接投加10mL捕集剂,搅拌反应3min,静置后其上清液中所含铜离子为0·24mg/L,去除率达到99·96%,完全达到国家排放标准(GB8978-1996)。在pH3~10范围内,投加0·20mL捕集剂,对含铜4·16mg/L的废水的去除率可达到94·95%以上,其出水浓度小于0·5mg/L,达到国家排放标准。
关键词 重金属捕集剂 铜离子 电镀废水 去除
电镀是利用电化学的方法对金属和非金属表面进行装饰、防护及获取某些新性能的一种工艺过程[1]。由于镀件功能要求不同,其工艺条件也不同,因此电镀废水的污染物很复杂,主要含有铜、镍、铅、铬等金属离子,还有一些络合剂如EDTA、柠檬酸、NH3等。随着环保要求的不断提高,传统的化学方法因对pH的要求较严格,易受络合物的影响等,已较难满足日益严格的废水排放要求[2]。而重金属捕集剂因具有操作简单、处理成本低、效果稳定等优点,在重金属废水治理中的前景日趋广阔[3~7]。本实验在以前研究的基础上[8],合成了一种含有二硫代羧基的新型重金属捕集剂XL9。以含铜的2种电镀废水作为研究对象,重点研究XL9的投加量、pH值及反应时间对不同浓度的含铜电镀废水去除的影响,取得了较好的处理效果。
1 重金属捕集剂XL9的合成与表征
1.1 XL9的合成
一定比例的2种低分子量的多胺类物质与0·6mol的环氧氯丙烷搅拌反应。然后升温到85~95℃,加入0·7mol氢氧化钠,得到粘稠透明的淡黄色中间产物。在不高于30℃下,先后加入摩尔比为1∶1的氢氧化钠和二硫化碳进一步反应,得到桔红色液体状的重金属捕集剂XL9,密度为1·172g/mL。
1.2 XL9的表征
XL9经真空泵抽滤,再经丙酮脱水,真空干燥,制得黄色固体产物。在500~4000cm-1范围内,对粉末状的XL9进行了红外光谱(KBr压片)测定,扫描结果见图1。
由图1可知,在波数3385cm-1处有宽峰,是—NH的伸缩振动吸收,2830~2943cm-1的峰为亚甲基伸缩振动吸收,1463cm-1出现的N—CS的特征吸收峰,CS的振动吸收峰在1195cm-1。这说明XL9中含有二硫代氨基甲酸类物质。二硫代氨基甲酸盐能捕捉阳离子并趋向成键,与二价的重金属离子M2+(如Cu2+、Ni2+等)形成稳定的交联网状的重金属离子螯合物沉淀。
2 实验部分
2.1 实验材料
重金属捕集剂XL9自制。实验用水取自广东省某综合性电镀厂综合废水,酸铜废水pH=2·05,总[Cu2+]=584·79mg/L,呈淡蓝色;碱铜废水pH=7·57,总[Cu2+]=4·16mg/L。
2.2 实验仪器
