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1、利用硅烷鳌合树脂处理重金属废水 陈思宁 、方文川 等 赦用灌貌醋台树麟翘篷融昌舅屡水 陈思宁方文川 程玉镜 (广东省石油化工设计院 , 广 州 , 5 10 13 0 ; 东莞市长江化工有限公司 , 东莞石龙 , 5 2 3 32 2 ; 广州德意科技有限公司 ; 广东省石化研究院 , 广州 , 5 10 66 5 ; 广 州德意科技有限公司) 摘要介绍 了硅烷类鳌合树脂处理重金属废水的优点 , 列举了利用硅烷类鳌合树脂处理综合电镀废水的重金属离子 的实验结果 , 结合氢氧化物沉淀法和氧化除氛法工艺 , 可以实现电镀废水零排污 。 关镇词硅烷鳌合树脂 , 重金属废水 , 电镀废水 前言 重金属
2、废水是 指含有 重 金 属离子 的废水 , 产 生 重 金 属废水 的行业有金属矿山 、 有色冶炼 、 钢 铁 、 电镀 、 石油化工 、制革、照 相、线 路板 、 航空器材 等 。 川主要有毒金 属离 子有汞 、铬、铅、锌、 锡 、 铜 、 钻 、 锰 、 砷 、 钦 、钒、钥、锑、秘、锡等。 重金属能在土 壤中积累 , 并且无法被微生物降解 , 不论用什么方 法处理 , 都不能将重 金属分解破坏 , 而只能转移其 存在位置和改变其物理 、化学形 态。 因此 , 重金属 是一种永久性的 污染物 。 2 若鱼类 、 蔬菜等农副 产品受重 金属 污染 , 通过 生物链将导致人类受污 染 , 重金
3、 属在人体骨骼和器官积聚 , 将引起成年人 骨痛症 , 影 响小孩的发育图 , 严重威胁着人类的 健康 。 所以世界各国 的环保政 策对 重金 属废水排 放浓度和排 放量 的限制越来越严格 。 3 1 我们通 过实验研究 , 发 现 应用硅烷类鳌合树 脂 , 并结合常规处 理方法 , 可使重金属废水处理简 单化 , 管理方便 、处理成 本低 , 可实现零排 污 。 1 电镀废水的产生 电镀废水主要来 自镀件的漂洗 , 也有少量工 艺废弃液 。 电镀废水的水质依镀种和 电镀工艺 的 不同而异 。 一般来说 , 电镀废水 中的 重 金属比较 单纯 , 虽然水量少 , 但其浓度往往比较高 , 毒性很
4、 大 , 主要含有酸和铜 、锌、铬、镍等 金属离子 。 如果 采用氰化 电镀工艺 , 废 水中还含 有剧毒的氰化 物 。 4 现 国内大多数电镀厂 往往是规模小 、镀 种多 , 而 电镀工 业区排出的废水往往是多镀种 、 多工艺 混合废水 , 若采用传统处理工艺 , 很难在低成本情 况 下达到10 0 %达标 。 我们选 用美国众to l i梦鳌合树脂处理混合电 镀废水 , 完全可实现零排污 , 将处理水回用作漂洗 镀件之用 。 2 氏t o hg 鳌合树脂 O c t ohg 是一 种具稳定化学键的硅烷配位体 的新型赘合树脂 , 分子式为 : H M! N 一n 川川日川川 川 H | CI
5、H 一 陆岸 的 ! 戈 一 H|CIH 一 H| - - CI H H M! 闪 HHH 1 】1 C 一C一C HHH ! 5 11 一 0 O|5 110 M 二 金属离子或化合物 从上述分子结构 可知 , O c t ohg 鳌合树脂是 硅 烷以化学键与硅胶相结合的高分子物质 , 具独特 的物化性质和机械稳定性 , 应 用于处理电镀废水 , 具如下优点 : 在水中溶解度极小 , 不易破损 , 日常使用损 耗少 。 应用范 围宽 , 在 州 二0 . 5 一1 0 , 5 , 均有效 ; 温 度0一 80均稳定 。 一次性 可除去 多种有害重金属 , 处 理水中 重金属浓度 达到 ppb
6、 级 。 对 Na 十 、K + 、 CaZ 十 无害金属无选择性 。 再生只需用稀盐酸 于 pH8 . 5 8一9 9 9一10 9 . 59一9 . 510 . 55一1210一 14 10 . 59 . 512 . 5 此外 , 值得特别注 意 的是 , 有些金 属氢氧化物 属两性化合物 , 只在一定 pH 值范围才呈 不溶性 沉淀物 , 例如 Zn (OH): 应控制 州值在 9一1 0 范 围操作 , 当 pH 1 0 . 5 , 以【z n (。H) 4 2 一状 态存在 , pH 值为9 一1 0 时 , 才以 不溶性的zn (OH)2沉淀存在 , pH 值不 足或过高 , 均不
7、能获得好的处理效果 。 沉淀法的实际操作对处理效果有较大影响 , 影 响因素有 嵘 、 P H 值 、 固液分离方法 、 养 晶沉淀时 间 、 温度 、络合剂、 多价金属离子含量 、 干扰离子等 。 而实际上废水中往往含有多种重金属离子和 具络合能力的 阴离子 CN 一 和N玩等 , 使得仅靠 沉淀处理本类废水的工 艺 不能胜任 , 固液分离方 法也会造成微细 固体渗混于水中 。 后级采用离子 交换树脂等补救 , 但由于离子交换树脂的局限性 和水中存在造成阳离子交换树脂中毒的多价金属 离子 F e s + 、好十 等 s , 其结果 是普通方法不能百 分之百使重金 属 含量达排放标准 , 这验
8、证了目前 我 国不少电镀厂 虽有废水处理装置 , 而仍面 临政 府强制性关闭 的问题 。 4 广东增城某电镀工业区混合电镀废水 中重金 属处理工艺及实验结果 O c t ohg鳌合树脂的确有其优点 , 但一次性投 资太大 , 为此 我们经实验研究 , 采用普通方法与 Oc to l ig 结合的 工 艺 , 重金属轻而易举地达标 , 操 作也极简单 。 混合电镀废水来源 于2 0个电镀厂 近 10 0 个 车间 , 含多种重金属离子 ;阴离子污染 物是 CN 一 , 可 采用碱性氧化法处理 。 混合废水经中山大学分 析测试 中心 , 采用JRI S AD V A N TG E(H R)全谱 直
9、读等离子原子发射光谱仪测定 , 重 金 属离子指 标见 表2 。 衰2电镀废水 中重金属离子浓度 金属AgAu C dC u MnMo Nl P bs nZ n 浓度 , 吨月 0 . 0130 . 0 640 . 0 2 30 . 06 1 9 ( ) . 951 . 42 . 780 . 02 1290 . 04316 . 9 2 采用沉淀 一 固液分离工 艺 , 处理水指标见表3 。 利用硅烷鳌合树脂处理重金属废水 陈思宁 、 方文川等 表3 金属 沉淀 一 分离后废水 指标 CrCu Mn SnZ n 浓度 ,nlg 月 未检出 0 . 01 未检 出 0 . 0 1 未检出未检出未检
10、 出 0 , 003 0 . 0030 . 006 26 . 120 . 022 未 检出 0 . 009 2 , 826 0 . 057 未检出 0 . 003 0 . 02 从表 3可知控制pH = 9 . 2 , 采用精细 过滤 , 则 有Cu (铜) 、 Ni ( 镍 )二个指标未合格 , 与理论处理 达标 pH 值后残余重 金 属 浓度比较 , 说明多金属 种类混合水不 能完全依照Ks P规律 , 这就是 为什 么传统工 艺未能完全保证100%处理达标原 因 。 若采用单独O c t o hg 树脂处理 , 虽 可达标 , 但 工业区的日废水量 达3 000 t , 不仅一次性 投资
11、高 达600万元 , 且再生 处理频繁 , 为 了达到投资少 而 100 %达标 , 易操作 , 重现性好的目的 , 采用 下述处 理 工艺 : 混合电镀废水中和400目过滤氧化氏t ol i s装置 今今 金属泥 微调 pH 值 今 回用或排放 将混合废水用氢氧化钠 中和 至 pH“9 . 2 , 沉 淀3 0 m i n , 抽滤机过滤 , 双氧水氧化处理氰化物 , 然 后通 过装有 O c t ohg 树脂的装置 , 出水 pH=8 . 6 一8 . 8 , 回用或排放 。 表 4 是通过O c to l ig 处理一 次和二次的出水结果 。 表4 经氏t o l ig 处理电镀废水分析
12、结果(m g川 金属 氏t o l 谊一次 众t o 1 谊二次 排放标准 傀 未检出( 0 . 01 ) 未检出(0 . 01 )0 . 5 A u 未检出( 0 . 01 ) 未检出( 0 . 01 ) C d 未检出(0 . 0 03 ) 未检出(0 . 0 03 ) O . 1 (总C d) 肠 未检出( 0 . 003)未检出( 0 . 003) C: 未检出(0 . 006)未检出( 0 . 006)1 . 5(总铬) C u o 、 1 1 20 . 12 50 . 5(一级) Mn未检出( 0 . 0 ( ) 3)未检出( 0 . 003)2 . 0(一级) M 。 未检出(
13、0 . 009)未检出( 0 . 009) Ni0 . 0370 . 01 11 . 0 Pb 未检出( 0 . 02) 未检出(0 . 02)1 . 0 s n 未检出(0 . 02) 未检出( 2 。 再生 液 中金 属浓度在2000 一400Op pm范围 , 可进行沉淀或蒸 发处理 , 回收 重金属 。 O c t ohg可以再生数百次而 不会降低对 重 金属 的鳌合容积 , 而离子交换树脂经多次再生之 后 , 开始破裂 和降低其交换容积 。 Oc t o l i g 寿命达 二 十年 。 6 结论 采用氢氧化钠沉淀一氧化一鳌合树脂法 , 可 有效处理多镀种 重金属废水 , 操作简单
14、、 管理方 便 , 日常处理费用低 , 可实现零排污 , 相信这种方 法将是我 国电镀废水和重金 属废水的理想处 理工 艺 。 利用特殊鳌合树脂处理重 金 属废水 , 在国内 是先例 , 在美国 、瑞典是现在 流行的处理 方法 。 参考文献 顾夏声等 . 水处理工程 ,北京: 清华大学出版社 , 1呢5 ,9 崔志微 , 何永庆编著 . 工业废 水处理 , 第二版 , 北京 : 冶 金工业 出版社 , 200 0 上海市环境保护局编 . 废水物化 处理 , 上海 : 同济大 学 出版社 , 19 99 , 10 化学分离富集方法及应用编委会 . 化学分离富集方 法及应用 , 长沙 : 中南工业
15、大学出版社 , 199 7 (下转第2 5 页) 20 01年第5 期广东 化工25 作者简介叶洪玉 , 化工工程师 , 一直 在企业从事化 徐恒涛 , 助工 , 199 0 年南京化工学校化 工专业毕 业 , 工专业的技术及其管理 工作 。 现任江苏省 连云港市第二一直在江苏省 连云港市第二农 药厂技 术科工作 , 完成较 农药厂技术科长 。 获得多项科技成 果奖励 。 多项目 。 M akin g A n u rl oniae s t e r Y e H 6ng以l , X u H enta o 亿i a n 洲 ,2召视 嗒 5政1n d P e stic 法月 口 nt, Li a n
16、 洲 n 卯鳍 , 2 22002) A加吸份ct U si飞 2 一 n洗ul f ony l N , N 一d im ethylnia ei de (A b br ev i atio n:su l fa n iide)a s r n a te r ia l , Then llal 一p 二e s s repla ce c o l d 1re s s a n d r n a ki飞2 一o x ethylea r 比 x id n os u l f o n y l 一N, N 一d im ety lnia c ide(a bbre v l atio n: a m m o n i ae ster) , T h e b elo win邵 a r e su ll刃nla nz e d K ey W0n l s sulf a n lide, a m m o n i ae ste r , ther n 公妇一p r o ce s s , c old 一pr o c e s
