《仪器仪表与分析监测 》2008年第 4期
重金属污水处理中螯合产物稳定性的研究
A R e se a rch to the S ta b ility o f The He a vy m e ta l C he la ting P ro duc tio n s unde r the W a te r Tre a t2 m ent
表 1 Cu的螯合产物的稳定性试验
螯合剂名称
pH值 试验后浓度 / (mg/L )
泄漏量 / (mg/ kg)
3
4190
245
二丁基二硫代磷酸铵 5
2177
7
1163
138 8113
9
0121
1014
3
7171
386
二丙基二硫代磷酸钾 5
5165
282
7
3112
156
9
1191
9515
3
0123
1115
钾和二异丙基二硫代磷酸铵溶液 (由于工业重金属 废水常呈酸性 ,所以本实验中研究 pH 值对去除率影 响时只讨论 pH ≤6的情况 ) 。 1. 3 实验仪器及主要试剂
TAS—986型原子吸收分光光度计 ; AFS—830原子荧光分光光度计 ; 螯合剂名称 :二丁基二硫代磷酸铵 、二丙基二硫 代磷酸钾 、二异丙基二硫代磷酸钾 、二异丙基二硫代
《仪器仪表与分析监测 》2008年第 4期
次数
表 4 准确度试验 Ca2 + / (mmol/L )
M g2 + / (mmol/L )
1
49150
50110
2
49176
48149
3
48165
50110
4
49112
49172
5
49149
50122
6
49196
48122
平均值
49142
49148
标准偏差
浓度 : 5% (体积浓度 ,下同 ) ; 汞 、铜 、镉 、铅 浓 度 : 各 为 200 mg /L , 试 样 用 量 : 50 mL; 配制重金属废水所用试剂为 : Pb (NO3 ) 2 (分析 纯 ) , CdC l2 ·215H2 O (分析纯 ) , CuSO4 ·5H2 O (分析 纯 ) , HgCl2 (分析纯 ) 。
丙基二硫代磷酸钾处理含 Hg废水效果最佳 。实验
结果分别如表 2、图 2所示 。
表 2 Hg螯合产物的稳定性试验
螯合剂名称
pH 值
试验后浓度 / (mg/L )
3
6124
泄漏量 (mg/ kg)
312
二丁基二硫代磷酸铵 5
4174
237
7
3158
179
9
1172
8610
3
6180
340
二丙基二硫代磷酸钾 5
二异丙基二硫代磷 5
0113
酸钾
7
0111
6141 5170
9
0108
3187
3
7133
367
二异丙基二硫代磷 5
5138
269
酸铵
7
3126
163
9
2123
111
3
1711
855
氢氧化钙
5
9117
458
7
7121
361
9
5101
250
2. 2 Hg的螯合产物 随溶 液 pH 值 变化 的稳定 性
图 2 Hg螯合产物的稳定性试验
2. 3 Cd 的 螯合 产物 随溶 液 pH 值 变化 的稳定 性 试验
实验结果表明 :在 pH = 3、5、7、9 范围氢氧化物 沉淀的泄漏量约是螯合沉淀的两倍 ,与传统的氢氧
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化物沉淀法相比 ,研制的重金属螯合剂与 Cd的反
早在 50年代初期 ,重金属的环境污染问题就引起了世 环 ,故形成的化合物为螯合物 ,并具有高稳定性 。
界各国的普遍关注 。特别是发生在日本的由汞污染引 1. 2 实验方法
起的“水俣病 ”和由镉污染引起的“骨痛病 ”事件 ,以及
在含有单一金属 (汞 、铜 、镉 、铅 )废水和混合废
在欧洲一些国家陆续发现重金属污染产生的严重后 水中 ,控制实验条件 ,分别控制 pH 值为 2、3、4、5、6,
114 2148 ×103 1161 ×103 1149 ×103 1135 ×103 4126 ×103 3120 ×103 3109 ×103 3100 ×103
图 4 Pb螯合产物的稳定性实验
图 3 Cd螯合产物的稳定性性试验
2. 4 Pd 的螯合产物随溶液 pH 值变化的稳定性 试验
实验结果表明 : 在 pH = 3、5、7、9 范围氢氧化物 沉淀的泄漏量约是螯合沉淀的两倍 ,氢氧化铅的泄 漏量比其它金属的氢氧化物泄露量大得多 ,且稳定 性受 pH值影响不显著 。与传统的氢氧化物沉淀法 相比 ,研制的重金属螯合剂与 Pb的反应产物具有更 高的稳定性 [ 3 ] 。4种螯合剂与 Pb反应产物的稳定性 以二丁基二硫代磷酸铵形成的螯合产物最为稳定 , 于其它螯合剂的螯合产物相比可以忽略不计 。故以 二丁基二硫代磷酸铵处理含 Pb废水效果最佳 。实
2) 分别对缓冲溶液用量和取样体积的两个影响 因素 的 进 行 研 究 , 实 验 结 果 表 明 : EDTA 浓 度 为 C1 /2EDTA = 0105 mol/L 左右时 ,当缓冲溶液加入量多于
第 2终点 EDTA 滴定体积时 ,曲线在第 1等当点突跃 较为明显 ,当缓冲溶液加入量少于第 2终点 EDTA 滴 定体积时 ,曲线在第 2 等当点突跃较为明显 ,当缓冲 溶液加入量与第 2 终点 EDTA 滴定体积比为 1 ∶1 ～ 2∶1时 ,曲线在第 1、2等当点突跃都比较明显 。其他 浓度的 EDTA ,通过换算可得相应的比列关系 。
在 ,这将给稳定化带来困难 ,并且 ,普通的沉淀法所产 生的污泥在 pH 值改变的情况下会再度溶出 ,二次污 染的可能性非常突出。针对这些问题 ,近期国际上已 开始应用有机重金属螯合剂去除重金属的研究 [2 ] 。这 类方法首先在日本得到开发 ,已在日本的重金属废水 处理和焚烧飞灰重金属固定方面得到初步应用 ,并成 功地开发出了一类新型的重金属螯合剂 ,在重金属废 水及其他重金属废物的治理中取得了很好的效果 。
5140
270
7
3190
195
9
2110
105
3
5150
275
二异丙基二硫代磷 5
3130
165
酸钾
7
2190
145
9
0150
2510
3
7130
365
二异丙基二硫代磷 5
4190
245
酸铵
7
3150
175
9
1170
8510
3
1514
770
氢氧化钙
5
1010
500
7
7160
380
9
4110
205
图 1 Cu螯合产物的稳定性试验
沉淀的泄漏量约是螯合沉淀的两倍 ,与传统的氢氧
化物沉淀法相比 ,研制的重金属螯合剂与 Cu的反应
产物具有更高的稳定性 。螯合剂尤以二异丙基二硫
代磷酸钾形成的螯合产物最为稳定 ,与其它螯合产
物相比泄露量基本上接近于零 。故以二异丙基二硫
代磷酸钾处理含 Cu 废水效果最佳 。实验结果分别
如表 1、图 1所示 。
泄漏量 (mg/ kg)
369
二丙基二硫代磷酸钾 5
5189
294
7
3171
186
9
1146
7310
3
8186
443
二异丙基二硫代磷 5
6139
319
酸钾
7
4123
212
9
2107
103
3
6167
334
二异丙基二硫代磷 5
4196
248
酸铵
7
3112
156
9
1165
8217
3Байду номын сангаас
1817
937
氢氧化钙
5
1 实验部分
磷酸铵 ;
1. 1 重金属与螯合剂的反应机理 重金属 螯 合 剂 可 采 用 二 烃 基 二 硫 代 磷 酸 的 铵
盐 、钾盐或钠盐 ,活性基团 (给电子基团 )为二硫代磷 酸 。因活性基团中的硫原子电负性小 、半径较大 、易 失去电子并易极化变形产生负电场 ,故能捕捉阳离 子并趋向成键 ,生成难溶于水的二烃基二硫代磷酸
0147
0189
标准值
49187
49159
相对误差
- 019%
- 0122%
从表 4 可知 ,该方法具有较高的准确度 , 符合 SY / T552322006油田水分析方法要求的准确度 。
4 结论
1) 通过上述实验结果可知 ,采用电位滴定仪测 量水中的 Ca2 + 、M g2 +是可行的 ,其精密度和准确度都 符合油气田水分析方法标准的要求 。
[关键词 ] 重金属 ;螯合剂 ;稳定性 ;污水处理 [中文分类号 ] X 703 [文献标志码 ] A
重金属污染是个世界性的环保问题 ,在未来的环 盐 。当螯合剂与某一金属离子结合时 ,均通过其结
保工作中 ,解决重金属污染问题将是人们关注的焦点。 构中的两个硫与烃基及磷酸根和金属离子形成多个
孙 娟
(南京环境监测中心站 江苏南京 210013)
[摘要 ] 采用高分子有机螯合剂与废水中的多种重金属离子发生螯合反应 ,生成稳定且不溶于水的金 属螯合物来去除废水中的重金属离子 。对含有汞 、铜 、镉 、铅等重金属污水处理中的螯合产物稳定性进行试 验研究 ,结果表明 ,利用螯合剂处理重金属废水的效率较高 ,有较好的应用前景 。