1、第3卷第10期 环境工程学报 V013，N。101竺旦!至坚垦!堡塑竺坚翌璺!竺!垦望!生竺翌竺竺翌!璺!垦里墨i翌旦!至翌g 竺!：!旦!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205、含铜58479 nqIevl的废水，可无需调节pH直接投加10 mL捕集剂，搅拌反应3 min，静置后其上清液中所含铜离子为024 mevL，去除率达到9996，完全达到国家排放标准(GB89781996)
2、。在pH 310范围内，投加020 mL捕集剂，对含铜416 meVE的废水的去除率可达到9495以上，其出水浓度小于O5 meVE，达到国家排放标准。关键词 重金属捕集剂 铜离子 电镀废水 去除中图分类号 x703 文献标识码 A 文章编号 1673-9108(2009)101812-04Study on treatment of electroplating wastewater containingCu(H)with heavy metal capturing agent XL9Xiu Sha Zhou Qin Huang Zhiyong(College of Environmental
3、 Science and Engineering，South China University of Technology，Guangzhou 510006，China)Abstract In this study，heavy metal capturing agent XL9 containing dithiocarbamate were prepared for theremoval of heavy metal ions Cu(II)from electroplating wastewater with different concentrationsThe resultsshow th
4、at the residual dosage of Cu(H)was 024 mgL by directly added 10 mL XL9 into wastewater contai-ning Cu(II)58479 mgL without adjusting pH value(pH 205)and slower stirring for 3 minutesThe remov-al rate of Cu(II)from wastewater can be achieved 9996SO as to meet the national emission standards(GB8978-19
5、96)When the range of pH value was 310，the removal rate of Cu(H)from wastewater contai-ning Cu(II)416 mgL was more than 9495treated by added 020 mL XL9The residual dosage ofCu(1I)is les8 than 05 11q【sLIt also can achieve the national emission standardsKey words heavy metal capturing agent；copper ion；
6、electroplating wastewater；removal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。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、NH，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。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p“。本实验在以前研究的基础上邛。，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
7、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11 XL9的合成一定比例的2种低分子量的多胺类物质与06 tool的环氧氯丙烷搅拌反应。然后升温到8595，加入O7 mol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：l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1172 gmL。收稿日期：2008一tO一27；修订日期：2008一ll一28作者简介：修莎(1985一)，女，硕士研究生，主要研究方向为水污染处理与控制研究。Em
8、ail：xiusha06163corn万方数据第10期 修 莎等：重金属捕集剂XL9对含铜电镀废水处理效果的研究 181312 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5004 000 cm一范围内，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。母一5i掣蛔图1 XL9的红外光谱图Fig1 lnfrared spectrogram of XL9由图1可知，在波数3 385 cm。处有宽峰，是一NH的伸缩振动吸收，2 8302 943 cm。的峰为亚甲基伸缩振动吸收，l 463 cm“出现的NcS的特征吸收峰，CS的振动吸收峰在1 195
9、cm一。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M“(如cu“、Ni“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21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=205，总Cu2+=58479 mgL，呈淡蓝色；碱铜废水pH=757，总cu“=416mgL。22实验仪器ZR4-6六联混凝试验搅拌器(深圳市中润水工业技术发展有限公司)；752型紫外光栅分光光度计(山东高密彩虹分析仪器有限公司)；pHS-3C精密pH计(上海精密科学仪器有限公司)。23实验方法取实验用电镀废水水样1
10、L，设定六联搅拌器的搅拌程序。快搅300 rmin，加入一定量的重金属捕集剂XL9；调整转速至60 rmin或40 rrain反应；搅拌结束后，静沉15 min。用移液管取距上液面2 cnl处的清液，室温下测定Cu()的含量。Cu()的含量测定采用中华人民共和国GB 747487。3结果和讨论31 XL9对酸铜废水的去除311 XL9投加量对Cu()去除率的影响在含酸铜的电镀废水中分别直接加入不同剂量的XL9，调整转速为300 rmin，10 S；40 rmin，3 min进行絮凝试验，实验结果如图2所示。实验过程中发现，快搅加入捕集剂，溶液颜色立刻变为深棕色，并伴有大量的棕褐色絮体沉淀产生。
11、随着捕集剂的投加量增大，产生的絮体也明显增多。由图2可知，XL9对铜离子的去除率随着投加量的增加而增加。投加量达到10 mL时，铜离子的去除率达到9996，剩余铜离子含量为024 mgL，达到小于05 mgL的国家排放标准(GB89781996)。此时，继续增大投加量到12 mL，去除率达到最大为9999；增大到14 mL时，去除率基本不变，为9995。因此，处理1 L该种酸铜废水，捕集剂的加入量以10 mL为宜。意邑刨拦攘熊霹图2重金属捕集剂投加量对铜离子去除率的影响Fig2 Effect of heavy metal capturing agentdosage Oil copper ion
12、s removal rate312 pH值对Cu()去除率的影响调节原水的pH分别为2、3、4、5、6和7，然后投加10 mL捕集剂XL9进行混凝实验。实验结果如图3所示，在各个pH值条件下，铜离子去除率相差不大，去除率均可达到9986以上。相同的加药量下，pH值越小，剩余铜离子含量反而越少。因此，在处理原酸铜废水(pH=205)的实际应用中，可直接投加重捕剂进行处理。既可省去投药前调节pH万方数据1814 环境工程学报 第3卷的步骤，使操作简单化，也可节省投药成本。毫E世爱叱艇晤镁熏图3 pH值对铜离子去除率的影响Fig3 Effect of pH value on copper ions
13、removal rate313反应时间对Cu()去除率的影响在原酸铜废水中投加10 mL捕集剂XL9，调节慢搅反应时间为1、3、5、10和15 min进行混凝实验。实验结果如图4所示，在较短的反应时间内，XL9对铜离子有较好的去除效果。反应时间的延长对去除效果有一定的影响。随着反应时间越长，去除率越高，剩余铜离子浓度越小。反应时间不小于3 min时，剩余铜离子含量均小于05 mgL，达到的国家排放标准(GB8978-1996)。图4反应时间对铜离子去除率的影响Fig4 Effect of string time on copper removal rate32 XL9对碱铜废水的去除321 X
14、L9投加量对Cu()去除率的影响在含碱铜的电镀废水中分别直接加入不同剂量的XL9，调整转速为300 rmin，30 s；60 rmin，60min进行絮凝试验，实验结果如图5所示。实验过程中发现，加入捕集剂后，原水溶液变为棕黄色，搅拌过程中，颜色加深。经反应一段时间后，溶液变混浊，有细小的絮体颗粒出现；继续慢搅，絮体颗粒明显长大，溶液颜色渐渐褪去，水质越来越澄清。如图5可知，随着XL9投加量的增多，去除率也相应地增大。投加量达到016 mL时，剩余铜离子浓度为019 mgL，去除率为9543，出水达到国家排放标准(GB89781996)。增大投加量到018 mL，去除率达到最大值为9894。继
15、续增大至020 mL，去除率基本不变。术哥畿稍图5 重金属捕集剂投加量对铜离子去除率的影响Fig5 Effect of heavy metal capturing agentdosage on copper ions removal rate322 pH值对Cu()去除率的影响调节原水的pH至310，XL9投加量为020mL进行絮凝反应。实验结果如图6所示，在不同的pH条件下，对原水都有较好的去除效果，剩余铜离子含量均小于05 mgL。碱性条件下去除率略小于酸性条件下的去除率。在pH为6时，去除效率最高，可达到9784。因此，处理该种碱铜电镀废水，重金属捕集剂XL9对pH具有较广的适应性，可以
16、弥补中和沉淀法需调节pH的不足，节省费用。图6 pH值对铜离子去除率的影响Fig6 Effect of pH value on copper ions removal rate一，l瓷邑毯艇十艇骣娟熏万方数据第10期 修莎等：重金属捕集剂XL9对含铜电镀废水处理效果的研究 1815323反应时间对Cu(II)去除率的影响取pH的最好效果pH=6，在原水中投加020mL捕集剂XL9，改变慢搅的反应时间进行絮凝实验，实验结果如图7所示。实验过程中发现，加入XL9后约6 rain，开始出现细小的絮体颗粒。随着反应时间的延长，絮体颗粒长大明显，形成交联网状的重金属离子螯合物沉淀。在1550 min的反
17、应时间内，铜离子去除率随着时间的延长而增大，剩余铜离子浓度均小于05 mgL，可达到国家排放标准。曝爵篮啪香西拦羹篓搅拌时f日l(min)图7 反应时问对铜离子去除率的影响Fig7 Effect of string time on copper removal rate4 结 论重金属捕集剂XL9去除2种电镀废水中Cu()的去除实验结果表明，XL9对pH具有较宽的适应性，处理2种电镀废水均有较好的去除效果。处理的最佳反应条件为：无需调节pH，直接投加10 mL捕集剂，搅拌反应3min，高浓度酸铜废水cu(II)去除率可达到9996，剩余铜离子含量为024 mgL；pH=6的条件下，投药量为02
18、0 mL，搅拌反应时间15 min，低浓度碱铜废水cu()去除率为9495，剩余铜含量为021 mgL，出水均可达到国家排放标准。参考文献1林君明化学一离子交换法处理镍锡铅电镀混合废水黑龙江环境通报，2004，28(3)：35372徐颖，张方，重金属捕集剂处理废水的试验研究河海大学学报，2005，33(2)：1531563李倩倩，李义久，相波高分子了螯合剂在重金属废水处理中的应用工业水处理，2004，24(7)：584相波，刘亚菲，李义久，等DTC类重金属捕集剂研究的迸展电镀与环保，2003，23(6)：l一45郑怀礼，高朝勇，阳春，等有机高分子重金属捕集絮凝剂CU3对Cu(II)和Pb()的
19、去除研究环境工程学报，2008，2(3)：3043086Ridvan Say，Ebru Biflik，Adil Denizil，et a1Removal ofheavy metal ions by dithiocarbamateanchored polymerorganosmectite compositesApplied Clay Science，2006，3 1：2983057Fenglian Fu，Haiyan Zeng，Qinhong Cai，et a1Effectiveremoval of coordinated copper from wastewater using a newd
20、ithiocarbamate-type supramolecular heavy metal preeipi-tantChemosphere，2007，69：178317898周勤，苏彩燕，袁笑一，等重金属捕集剂WY5处理综合铜、镍废水的研究工业水处理，2006，26(4)：3l一339国家环保总局水和废水监测分析方法编委会水和废水监测分析方法(第4版)北京：中国环境科学出版社2002万方数据重金属捕集剂XL9对含铜电镀废水处理效果的研究作者： 修莎， 周勤， 黄志勇， Xiu Sha， Zhou Qin， Huang Zhiyong作者单位： 华南理工大学环境科学与工程学院,广州,51000
21、6刊名： 环境工程学报英文刊名： CHINESE JOURNAL OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING年，卷(期)： 2009,3(10)参考文献(9条)1.林君明 化学璃子交换法处理镍锡铅电镀混合废水 2004(03)2.徐颖.张方 重金属捕集剂处理废水的试验研究 2005(02)3.李倩倩.李义久.相波 高分子了螯合剂在重金属废水处理中的应用 2004(07)4.相波.刘亚菲.李义久 DTC类重金属捕集剂研究的进展 2003(06)5.郑怀礼.高朝勇.阳春 有机高分子重金属捕集絮凝剂CU3对Cu()和Pb()的去除研究 2008(03)6.Ridvan Say.Ebru
22、 Birlik.Adil Denizil Removal of heavy metal ions by dithiocarbamate-anchoredpolymer/organosmectite composites 20067.Fenglian Fu.Haiyan Zeng.Qinhong Cai Effective removal of coordinated copper from wastewater usinga new dithiocarbamate-type supramolecular heavy metal precipitant 20078.周勤.苏彩燕.袁笑一 重金属捕集剂WY5处理综合铜、镍废水的研究 2006(04)9.国家环境保护总局水和废水监测分析方法编委会 水和废水监测分析方法 2002本文链接：http:/
