二甲基二硫代氨基甲酸鈉處理鋅冶煉含鎘廢水何厚華;朱挺健;劉澤;陳曼;王檑【摘要】以二甲基二硫代氨基甲酸鈉(福美鈉)作為脫鎘螯合劑以聚合氯化鋁作為絮凝劑，脫除含鎘廢水中的Cd2+.在考察福美鈉加入量、攪拌時間、聚合氯化鋁加入量、沉淀時間等工藝條件對Cd2+脫除效果影響的單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,采用正交實(shí)驗(yàn)對工藝參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在福美鈉加入量為1.0g/L、攪拌時間為20min、聚合氯化鋁加入量為0.2g/L、沉淀時間為5h的最佳工藝條件下,采用福美鈉處理初始Cd2+質(zhì)量濃度為100mg/L的鋅冶煉含鎘廢水，剩余Cd2+質(zhì)量濃度降至0.008mg/L,Cd2+去除率為99.99%,處理后的廢水達(dá)到GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》.【期刊名稱】《化工環(huán)?！贰灸?卷)，期】2015(035)003【總頁數(shù)】4頁(P293-296)【關(guān)鍵詞】含鎘廢水;二甲基二硫代氨基甲酸鈉;螯合反應(yīng);鋅冶煉【作者】何厚華;朱挺健;劉澤;陳曼;王檑【作者單位】廣西有色金屬集團(tuán)有限公司廣西冶金研究院，廣西南寧530023;廣西有色金屬集團(tuán)有限公司，廣西南寧530021;廣西有色金屬集團(tuán)有限公司廣西冶金研究院，廣西南寧530023;廣西有色金屬集團(tuán)有限公司廣西冶金研究院，廣西南寧530023;廣西有色金屬集團(tuán)有限公司廣西冶金研究院廣西南寧530023【正文語種】中文【中圖分類】X724鋅冶煉企業(yè)采用的原料中含有大量鉛、鎘等重金屬。在生產(chǎn)過程中，鎘以Cd2+形式進(jìn)入生產(chǎn)廢水，廢水中Cd2+質(zhì)量濃度為30~150mg/L。含鎘廢水若不經(jīng)處理直接排放，會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染［1-2］。GB8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》［3］中明確規(guī)定，鎘是第一類污染物，最高允許排放質(zhì)量濃度為0.1mg/L,不能稀釋處理。國內(nèi)夕卜含鎘廢水的處理方法主要有化學(xué)法［4-5］、離子交換法［6-7］、吸附法［8］、膜分離法［9］和微生物法［10］等。這些方法大都適用于處理低濃度含鎘廢水，且未得到廣泛、大規(guī)模地應(yīng)用。二甲基二硫代氨基甲酸鈉（福美鈉）廣泛應(yīng)用于選礦工藝中的金屬捕集和電解錳行業(yè)電解液中重金屬的脫除［11-13］，但在有色冶煉廢水處理上的應(yīng)用較少。本工作以福美鈉作為脫鎘螯合劑，以聚合氯化鋁作為絮凝劑，對含鎘廢水中Cd2+的脫除效果進(jìn)行了研究。1.1試劑、材料和儀器NaOH:分析純；福美鈉、聚合氯化鋁：工業(yè)級。含鎘廢水：取自廣西某鋅冶煉企業(yè)，廢水中硫酸的質(zhì)量濃度為26g/L。廢水中重金屬的組成見表1。PH400型pH計：安萊立思公司；Optima8000型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀:美國PerkinElmer公司；DX-25系列電動數(shù)顯攪拌器：杭州儀表公司。1.2實(shí)驗(yàn)原理福美鈉溶于水后，形成含S的陰離子基團(tuán)（CH3）2NCSS-,（CH3）2NCSS-與溶液中的Cd2+結(jié)合生成穩(wěn)定的有機(jī)硫螯合物（（CH3）2NCSS）2Cd。反應(yīng)方程見式（1）~（3）°（CH3）2NCSS-與重金屬離子的電負(fù)性相差小，因此重金屬離子與（CH3）2NCSS-形成的螯合物相對穩(wěn)定。另外，福美鈉溶于水后形成的陰離子基團(tuán)呈弱堿性，而重金屬離子呈弱酸性，有利于（CH3）2NCSS-作為配位原子與重金屬離子反應(yīng)生成穩(wěn)定的有機(jī)硫化物沉淀［14-15］。1.3實(shí)驗(yàn)方法在攪拌條件下，向含鎘廢水中加入NaOH溶液，調(diào)節(jié)廢水pH為7，加入一定量的福美鈉，攪拌一段時間后，加入一定量的聚合氯化鋁，靜置沉淀一定時間。陳化后過濾，取濾液進(jìn)行分析。1.4分析方法采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定Cd2+質(zhì)量濃度；采用pH計測定廢水pH。2.1福美鈉加入量對Cd2+脫除效果的影響在攪拌時間為30min、聚合氯化鋁加入量為0.4g/L、沉淀時間為5h的條件下，福美鈉加入量對剩余Cd2+質(zhì)量濃度的影響見圖1。由圖1可見：福美鈉的加入量對Cd2+的脫除效果有較明顯的影響；隨福美鈉加入量的增加，剩余Cd2+質(zhì)量濃度明顯降低；當(dāng)福美鈉加入量為0.1g/L時，剩余Cd2+質(zhì)量濃度為78.680mg/L,Cd2+去除率僅為21.32%;當(dāng)福美鈉加入量為0.6g/L時，剩余Cd2+質(zhì)量濃度降至0.015mg/L。2.2攪拌時間對Cd2+脫除效果的影響在福美鈉加入量為0.3g/L、聚合氯化鋁加入量為0.4g/L、沉淀時間為5h的條件下，攪拌時間對剩余Cd2+質(zhì)量濃度的影響見圖2。由圖2可見，當(dāng)攪拌時間為10min時，剩余Cd2+質(zhì)量濃度為48.460mg/L;當(dāng)攪拌時間為20min時，剩余Cd2+質(zhì)量濃度為48.150mg/L；繼續(xù)延長攪拌時間，剩余Cd2+質(zhì)量濃度有較明顯的降低；但經(jīng)過40min的攪拌反應(yīng)，剩余Cd2+質(zhì)量濃度仍高達(dá)39.290mg/L。由此可見，單純延長攪拌時間對降低剩余Cd2+質(zhì)量濃度的效果有限。2.3聚合氯化鋁加入量對Cd2+脫除效果的影響在福美鈉加入量為0.3g/L、攪拌時間為30min、沉淀時間為5h的條件下，聚合氯化鋁加入量對剩余Cd2+質(zhì)量濃度的影響見圖3。由圖3可見：當(dāng)聚合氯化鋁加入量為0.1g/L時，剩余Cd2+質(zhì)量濃度為64.240mg/L；當(dāng)聚合氯化鋁加入量為0.4g/L時，剩余Cd2+質(zhì)量濃度仍高達(dá)48.420mg/L；繼續(xù)增加聚合氯化鋁加入量，剩余Cd2+質(zhì)量濃度的下降趨勢趨于平緩。2.4沉淀時間對Cd2+脫除效果的影響在福美鈉加入量為0.3g/L、攪拌時間為30min、聚合氯化鋁加入量為0.4g/L的條件下，沉淀時間對剩余Cd2+質(zhì)量濃度的影響見圖4。由圖4可見：當(dāng)沉淀時間為1h時，剩余Cd2+質(zhì)量濃度為51.800mg/L；沉淀時間為5h時，剩余Cd2+質(zhì)量濃度降至43.100mg/L；延長沉淀時間至24h，剩余Cd2+質(zhì)量濃度可降至6.200mg/L。由此可見，在螯合劑福美鈉加入量較低的情況下，通過延長沉淀時間可提高溶液中Cd2+的脫除效果。但沉淀時間過長，會對生產(chǎn)造成一定影響，并且增加生產(chǎn)成本。2.5工藝參數(shù)的優(yōu)化在考察了福美鈉加入量、攪拌時間、聚合氯化鋁加入量、沉淀時間等工藝條件對Cd2+脫除效果影響的單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，采用正交實(shí)驗(yàn)對福美鈉處理鋅冶煉含鎘廢水的工藝參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。正交實(shí)驗(yàn)因素水平見表2，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。由表3可見：各因素對剩余Cd2+質(zhì)量濃度影響的強(qiáng)弱順序?yàn)椋焊Ｃ棱c加入量＞攪拌時間〉沉淀時間〉聚合氯化鋁加入量；各因素的最佳水平為A3B3C2D3，即最佳條件為：福美鈉加入量1.0g/L、攪拌時間20min、聚合氯化鋁加入量0.2g/L、沉淀時間5h。在最佳工藝條件下采用福美鈉處理鋅冶煉含鎘廢水，剩余Cd2+質(zhì)量濃度降至0.008mg/L,Cd2+去除率為99.99%，處理后的廢水達(dá)到GB8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》。a）以福美鈉作為脫鎘螯合劑，以聚合氯化鋁作為絮凝劑，采用福美鈉處理鋅冶煉含鎘廢水。各工藝條件對剩余Cd2+質(zhì)量濃度影響的強(qiáng)弱順序?yàn)椋焊Ｃ棱c加入量＞攪拌時間〉沉淀時間〉聚合氯化鋁加入量。最佳工藝條件為：福美鈉加入量1.0g/L,攪拌時間20min，聚合氯化鋁加入量0.2g/L，沉淀時間5h。b)在最佳條件下處理初始Cd2+質(zhì)量濃度為100mg/L的鋅冶煉含鎘廢水，剩余Cd2+質(zhì)量濃度降至0.008mg/L，Cd2+去除率為99.99%，處理后的廢水達(dá)到GB8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》。該專利涉及一種磁性O(shè)MS-2催化劑的制備方法及其降解有機(jī)污染物的應(yīng)用。該磁性O(shè)MS-2催化劑以納米四氧化三鐵為載體，以氧化錳八面體分子篩OMS-2為活性組分制備而得。該磁性催化劑以作用于過硫酸鹽產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的硫酸自由基作為活性物質(zhì)，氧化脫色降解有機(jī)污染物，反應(yīng)后催化劑可回收再利用。該專利催化劑制備方法簡單，工業(yè)化應(yīng)用成本低，在難降解有機(jī)廢水治理領(lǐng)域具有很廣闊的應(yīng)用前景。/CN104437539A，2015-03-18該專利涉及一種硅藻土基顆粒吸附劑及其制備和改性方法。該硅藻土基顆粒吸附劑由以下原料制成：m(硅藻土)：m(高嶺土)：m(燒結(jié)助劑)：m(成孔劑)：m(分散劑)：m(水)=(72~90)：(2~12)：(1~16)：(1-18)：(0.01~2)：(12~45)。該專利硅藻土基顆粒吸附劑具有孔徑小、孔隙率高、成本低廉等特點(diǎn)。該硅藻土基顆粒吸附劑經(jīng)FeCl3改性后，對磷廢水具有良好的處理效果。/CN104437350A,2015-03-25【相關(guān)文獻(xiàn)】[1]常艷麗.含鎘廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].凈水技術(shù)，2013,32(3):1-4.謝華，王華.鉛鋅冶煉廠廢水處理工藝優(yōu)化探討[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013(19):203.國家環(huán)境保護(hù)局.GB8978—1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1996.[4]蔡展航，周勤.鎘污染源水處理的中試研究[J].水處理技術(shù)，2007,33(5):61-62,77.[5]黃曉東，張金松，尤作亮，等.廣東北江鎘污染應(yīng)急處理技術(shù)與工程實(shí)踐[J].供水技術(shù)，2007,1(2):25-27.[6]黃宗明，楊新民.陶瓷測鉛、鎘廢酸液的回收利用研究[J].中國陶瓷，2003,39(5):68-69,62.[7]車榮睿.離子交換法在治理含鎘廢水中的應(yīng)用[J].離子交換與吸附，1993,9(3):276-282.[8]莫曉余，黃珂，歐慶洪，等.螯合柱撐有機(jī)膨潤土同時吸附去除冶煉廢水中的鎘和苯酚[J].水處理技術(shù)，2013,39(2):30-33,37.[9]張微微，萬素琴，梁斌，等.含鉛含鎘廢水處理技術(shù)[J].現(xiàn)代冶金，2013,41(5):64-66.[10]曾江萍，汪模輝.含鎘廢水處理現(xiàn)狀及研究進(jìn)展[J].內(nèi)蒙古石油化工，2007(11):5-7.[11]章思規(guī).精細(xì)有機(jī)化學(xué)品技術(shù)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