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重金属捕捉剂法处理低浓度电镀废水

作者:admin  来源:   更新时间:2015-01-14  阅读数:358
这些年,跟着电镀工业的不断发展,尤其是点多面广的城镇电镀公司的迅速发展,电镀职业的污染分散面积不断扩大,电镀废水变成具有代表性的难处理工业废水之一.目前重金属处理技能尽管品种许多,如化学沉积、化学氧化复原、膜分离、离子交换等,但出于经济性、操作性、保护性等方面的思考,当时国内绝大多数的电镀公司均选用化学沉积法处理电镀废水,其间又以碱性沉积处理居多.但是,跟着新的《电镀污染物排放规范》(GB21900-2008)的正式施行,经传统化学办法处理的出水已无法彻底到达新规范的排放需求.在这种情况下,重金属捕集剂法由于其杰出的处理作用变成电镀废水结尾处理的抱负挑选.但目前市场上重金属捕集剂品种繁复,其在处理功率和经济性等方面没有有系统的剖析评价,给该法的工业化使用形成了必定的影响.因此,这篇文章对市场上多见的重金属捕集剂进行了挑选并对其用于低浓度电镀废水处理进行了研讨.
1试验有些
1.1仪器与试剂
试验仪器:TAS-990原子吸收分光光度计、PHS-25C酸度计、85-2恒温磁力拌和器、PA-200剖析天平.制造重金属模仿废水所用试剂:NiSO4·6H2O,Cr2(SO4)3·6H2O,CuSO4·5H2O,C10H16N2O8Na2·H2O,Na4P2O7·10H2O,以上试剂均为剖析纯.重金属捕集剂:DTCR、CM-1、MCP、TMTB和TMTF,市场上采购.
1.2试验办法
取200mL模仿废水于250mL烧杯中,调节pH值,参加必定量的金属捕集剂,置于恒温磁力拌和器上拌和5min,然后静置15min,取上清液,用原子吸收分光光度法测定上清液中金属离子浓度.
1.3试验原理
以DTCR为例,DTCR为一种液状二硫代氨基甲酸型螯合剂,富含很多的极性基(极性基中的硫原子半径较大、带负电,且易于极化变形而发生负电场),它能捕捉阳离子并趋向成键而生成难溶的二硫代氨基甲酸(DTC)盐.生成的DTC盐有有些是离子键或强极性键(如DTC-Ag),大多数是配价键(如DTC-Cu、DTC-Zn、DTC-Fe).同一金属离子螯合的配价基极也许来自不一样的DTCR分子,这样生成的DTC盐分子会是高交联、立体构造的,原DTCR的相对分子质量为(10-15)×104,而生成的难溶螯合盐的相对分子质量可达数百万甚至上千万,故此种金属盐一旦在水中生成,便有极好的絮凝沉积作用.
2成果与评论
2.1捕集剂的挑选
Ni2+浓度为1.0mg·L-1的模仿废水,pH值调为8.0.由于依据Ni(OH)2的溶度积核算,pH>8.7时Ni2+发生沉积,并且传统化学沉积出水通常为碱性.别离用DTCR、MCP、TMTB、TMTF及CM-1重金属捕集剂对模仿废水进行处理,捕集剂投加量为各自理论投加量的1.2倍(所需的DTCR、CM-1、MCP、TMTB和TMTF的理论投加量别离为0.12、0.11、0.12、0.10mL和0.10mL,此数据由试剂供货商供给),试验成果见表1.由表1可知,CM-1、MCP和TMTB均能使含Ni2+废水合格排放,其间CM-1处理作用最好.
依据各捕集剂市场价格及用量,核算处理单位废水时所需的本钱,成果如表2所示.由表2知,相对MCP和TMTB,CM-1的处理本钱最低.归纳以上,CM-1是最适用于处理低浓度含镍废水的重金属捕集剂.
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接着,用CM-1别离处理含Cr3+、EDTA-Cu和焦磷酸铜的模仿废水,水样中金属离子浓度均为1.0mg·L-1,pH值为8.0,捕集剂投加量为1.2倍理论投加量,试验成果如表3所示.由表3知,在对含Cr3+、EDTA-Cu和焦磷酸铜的废水处理中CM-1相同表现出杰出的去掉重金属的性能.综上,CM-1是处理低浓度电镀废水的最好挑选.
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2.2捕集剂投加量对处理作用的影响
用CM-1别离处理含Ni2+、Cr3+、EDTA-Cu和焦磷酸铜的模仿废水,水样中金属离子浓度均为1.0mg·L-1,pH值为8.0,别离在0.6、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0倍理论投加量的条件下进行试验,成果如1所示.
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由1能够看出,跟着CM-1投加量的添加,重金属的去掉率也不断升高.当投加量为理论投加量的1.2倍摆布时,Ni2+和EDTA-Cu的去掉率到达最大值;当投加量为理论投加量的1.5倍摆布时,Cr3+和焦磷酸铜的去掉率到达最大值.当投加量持续增大时,去掉率坚持稳定.其间Ni2+、EDTA-Cu和焦磷酸铜的去掉率能到达99%摆布,而Cr3+的去掉作用相对差一些,最高去掉率仅挨近80%.
2.3pH值对处理作用的影响
在最好捕集剂投加量下,对含Ni2+、Cr3+、ED-TA-Cu和焦磷酸铜的模仿废水进行pH值对处理作用的影响试验.由于传统化学沉积出水通常为碱性,故选定pH值规模为7~11.试验成果如2所示.
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由2剖析可知,当pH值在7~9时,各金属离子的去掉率均跟着pH值的增大而增大;pH值持续增大时,Ni2+、EDTA-Cu和焦磷酸铜的去掉率坚持不变,而Cr3+的去掉率反而降低.这首要是由于在pH值为7~9时,游离的金属离子以碱性沉积的方法被去掉;两性离子Cr3+在较高pH值条件下生成多羟基化合物,而CM-1也许对多羟基化合物的螯合沉积才能较差,致使了去掉率的降低.
2.4废水初始浓度对处理作用的影响
改动废水初始浓度,在各自最好pH值条件下,对含Ni2+、Cr3+、EDTA-Cu和焦磷酸铜的模仿废水别离进行处理,得到不一样初始浓度条件下去掉率随投加量的改动曲线,如3~6所示.
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剖析各可知,关于Ni2+和EDTA-Cu,废水初始浓度为1.0mg·L-1时,最好投加量为理论投加量的1.2倍摆布,初始浓度为5.0mg·L-1时,最好投加量是理论投加量的1.4倍摆布,初始浓度为3.0mg·L-1时,最好投加量为理论投加量的1.2~1.4倍.相似,关于Cr3+和焦磷酸铜,其废水初始浓度为1.0、3.0、5.0mg·L-1时的捕集剂最好投加量别离为1.5倍、1.5~1.6倍和1.6倍的理论投加量.
上述成果标明,跟着废水初始浓度的添加,捕集剂最好投加量相关于其理论投加量的倍数稍有添加,因此CM-1对比适用于低浓度重金属废水的处理.
此外,Cr3+的去掉规则和其他几种金属离子稍有不一样,Cr3+初始浓度为1.0mg·L-1时去掉率相对较低,也许缘由是CM-1对三价金属离子的螯合才能相对较弱,只能将金属离子浓度降到某一程度,故初始浓度低的去掉率反而较低.
2.5金属离子共存对处理作用的影响
对含Ni2+、Cr3+、EDTA-Cu和焦磷酸铜的混合模仿废水进行处理,水样中各金属离子浓度均为1.0mg·L-1,pH值为8.0,改动捕集剂投加量,得到各金属去掉率同投加量的改动曲线,如7所示.
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可知,铜、镍、铬的去掉率均跟着投加量的加大而上升,当投加量达理论投加量时,各金属去掉率便已达最大值,此刻的投加量远小于独自处理4种废水所需的最好投加量之和,可见离子共存对重金属的去掉起到了促进作用.这也许由外表吸附、包藏、生成混晶等缘由形成.
其次,在最大去掉率上,几种重金属离子共存和其独自存在时不一样不是很大,但Cr3+的去掉率有必定程度的上升,其首要缘由是在外表吸附过程中,离子价数越高,其越简单被吸附.
此外,铜的去掉率一直高于其他两种金属,镍的去掉率次之,Cr3+的去掉率最低.该成果标明,CM-1对不一样重金属的螯合才能并不相同,其次序为铜>镍>铬.
2.6捕集剂CM-1成分剖析在500~4000cm-1,对CM-1进行红外光谱测定,断定其首要官能团及物质种类.在200~400nm,以水为溶剂,对CM-1进行紫外-可见光谱测定,进一步断定其种类.8和9别离是CM-1的红外光谱扫描曲线和紫外光谱扫描曲线.
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中在1498.44cm和1122.39cm处有两个强的吸收峰,其间前者为二硫代氨基甲酸盐中碳氮键伸缩振动吸收,该峰处在C—N单键(1300cm-1)和CN双键(1600cm-1)之间,具有较大双键性质,后者为碳硫键特征吸收,其峰低于CS双键(1200~1500cm-1).上述特征标明CM-1为DTC类物质.
中在255nm和280nm附近均存在最大吸收,其间,255nm处为N—C—S基团的π-π*跃迁,280nm处为S—C—S基上硫原子上非键电子向共轭体系的n-π*跃迁,这再一次证明了碳氮和碳硫之间具有有些双键的构造特征,断定其为DTC类物质.
3定论
(1)经挑选试验得知,相关于市场上其他多见的重金属捕集剂,CM-1不仅对低浓度电镀废水中较难合格的游离态和络合态的重金属都具有较好的去掉作用,出水能到达新规范的排放需求,并且在处理本钱上也显示出较大的优越性,是一种抱负的重金属捕集剂,具有较好的使用前景.
(2)在处理低浓度电镀废水过程中,捕集剂投加量、废水pH值、废水初始浓度和金属离子共存等要素都会对处理作用发生必定的影响.①在废水浓度为1.0mg·L-1时,处理含Ni2+和EDTA-Cu废水的捕集剂最好投加量为1.2倍的理论投加量,处理含Cr3+和焦磷酸铜废水的捕集剂最好投加量为1.5倍的理论投加量.②较高的pH值对处理含Ni2+、EDTA-Cu和焦磷酸铜的废水较为有利,pH>9对Cr3+的去掉晦气.③废水初始浓度升高时,所需的捕集剂用量相对其理论投加量的倍数略有添加,因此CM-1用于处理低浓度电镀废水时对比经济.④金属离子共存能进步处理作用,在较小捕集剂用量下即能到达去掉需求,CM-1对不一样金属的螯合才能不一样,表现为铜>镍>铬.
(3)主张使用办法:先选用传统化学沉积法处理电镀废水,使重金属离子降至必定浓度后再选用捕集剂法,这样能够确保处理出水合格,一起经济本钱也较低.

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