静态离子交换-螯合技术处理CuEDTA废水 1.ppt

离子交换－螯合技术深度处理重金属废水 1． 选题意义 2． 国内外研究现状 3． 研究方案或思路及创新之处 4． 实验及讨论 5． 结论 1．选题意义 从环境污染方面所说的重金属，实际上主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属，也指具有一定毒性的一般重金属，如锌、铜、钴、镍、锡等。 由重金属或其化合物造成的环境污染称为重金属污染。 重金属废水及其化合物能在水生生物体内以及植物体组织内累积富集，通过饮水和食物链的生物积累、生物浓缩、生物放大等作用，最终对人体健康造成严重危害。 重金属废水是污染性很强的一类废水，即使浓度很小，也能造成危害，且毒性具有长期持续性。 重金属污染及其危害 1．选题意义 使用化学沉淀法处理重金属废水的工艺中，为了达到重金属的最佳沉淀效果，一般要往废水中投放过量重金属沉淀剂，以保证废水中重金属的完全沉淀。此时溶液中残余的沉淀剂则通过添加铁盐进行凝结/絮凝。然而使用这种方法会产生大量铁的底泥，而且造成沉淀剂的浪费。 本课题的提出及意义 考虑到在我国综合废水排放标准中规定的排pH范围（pH＝6～9）内，工业常用的二甲基二硫代氨基甲酸钠（SDD）以及典型络合物CuEDTA均带有负电荷，因此可以通过使用阴离子交换树脂（R+Cl-）对过量的SDD以及残余CuEDTA进行离子交换，其交换反应如下： nR+Cl- + Mn- → (R+)nMn- + nCl- （1-1） 式中Mn-代表带负电荷的SDD以及CuEDTA。 1．选题意义 国内外研究现状 2．国内外研究现状 使用合适的螯合树脂也能够实现对络合重金属的处理。 使用螯合树脂处理络合重金属离子有一定局限性： 由于螯合树脂不能通过有机物浸出实验，会对环境造成二次污染。 成本问题：通常螯合树脂的价格大约为60，000元/吨，而常用的重金属沉淀剂加上离子交换树脂的价格约为10，000～20，000元/吨。 相比之下，使用重金属沉淀剂与离子交换树脂结合处理络合重金属废水无论从成本上考虑抑或从使用效果上考虑，均优于螯合树脂。 本文的主要研究内容是应用强碱性阴离子交换树脂实现对溶液中的SDD以及少量CuEDTA的同时处理，目的是为了实现对使用二硫代氨基甲酸钠盐类沉淀剂沉淀重金属后的废水中残留的沉淀剂以及CuEDTA进行处理以及再利用。 由于交换到树脂上的SDD以及CuEDTA还能分别与CuEDTA以及SDD进行螯合反应，进行第二次交换，即能起到相当于螯合树脂的作用而从溶液中去除和延长树脂寿命的作用，同时节省成本，不会造成沉淀剂的浪费。 我们把这种对重金属废水的处理方法称为重金属废水处理离子交换－螯合深度处理技术。 3．研究方案或思路及创新之处 静态离子交换－螯合技术处理CuEDTA废水 动态离子交换－螯合技术处理CuEDTA废水 4． 实验及讨论 因此可以与溶液中过量的重金属沉淀剂和络合重金属发生离子交换反应，达到去除沉淀剂和络合重金属的目的。 而且由于自由铜离子也能够跟重金属沉淀剂发生螯合反应，因此可以使用吸附了重金属沉淀剂后的阴离子交换树脂实现对自由重金属离子的去除。 阴离子交换树脂由于含有季胺基[－N（CH3）3OH]、胺基（－NH2）或亚胺基（－NR′H）等碱性基团。它们在水中能生成OH-离子，可与各种阴离子起交换作用，其交换原理为： R－N（CH3）3OH＋Cl- → N（CH3）3Cl＋OH- （2-1） 静态离子交换－螯合技术处理CuEDTA废水 实验仪器 DKZ系列电热恒温振荡水槽；原子吸收分光光度计；分光光度计；精密pH计；超声振荡仪；分析天平；玻璃仪器。 主要试剂 阴离子交换树脂X231；重金属沉淀剂SDD；硫酸铜（CuSO4·5H2O）；乙二胺四乙酸二钠（Na2EDTA·2H2O）；四氯化碳；氨水；氯化铵；硫酸；氢氧化钠；1.000 g/L铜标准储备溶液。 静态离子交换－螯合技术处理CuEDTA废水 测试方法 二甲基二硫代氨基甲酸钠（SDD）含量测定 溶液中铜离子含量测定 配制不同浓度SDD溶液，取50 mL于250 mL分液漏斗中，加入5 mL浓度为50.00 mg/L的铜标准溶液，5 mL氯化铵－氢氧化铵缓冲液，摇匀，静置5 min。准确加入5 mL四氯化碳，用力震荡2 min。以四氯化碳为参比，取下层有机相测定吸光度，绘制标准曲线。标准曲线为，y=9.459*x + 0.0960，相关系数为0.9966。 使用火焰原子吸收法测定溶液中铜离子含量。 静态离子交换－螯合技术处理CuEDTA废水 阴离子交换树脂交换SDD的交换等温线测定： 饱和交换SDD后阴离子交换树脂交换CuEDTA的交换等温线测定： 阴离子交换树脂交换CuEDTA的交换等温线测定：