重金属螯合剂RDTC的研制及处理重金属废水性能研究

重金属螯合剂RDTC的研制及处理重金属废水性能研究

论文摘要

以四乙烯血胺、二氯乙烷、二硫化碳和氢氧化钠为原料,采用特殊的溶剂和催化剂,在温和的反应条件下,合成了一种新的长链型(带支链)二硫代氨基甲酸盐(DTC)类重金属螯合齐RDTC,并利用红外光谱和紫外光谱对其进行了表征。在RDTC中添加5%的小分子沉淀剂N-N’-哌嗪二硫代氨基甲酸钠(BDP)进行复配,有效提高了处理重金属的效果,所得成品RDTC含硫量29.5%。用RDTC(原液稀释40倍后使用)处理含铜、镍和铅的模拟废水(包括游离重金属离子废水和络合重金属离子废水)。考察了RDTC投加量、废水初始pH值和废水浊度对重金属去除效果的影响,研究了RDTC的除浊性能、螯合物絮体沉降性能和螯合沉渣的稳定性,并对RDTC处理混合重金属离子废水和实际废水(HEDP预镀铜废水)进行了试验。研究结果表明:(1) RDTC处理浓度为50mg/L的游离Cu2+废水、25mg/L的游离Ni2+废水和100mg/L的游离Pb2+废水,对应的最佳RDTC投加量(V/V)分别为13.6、7.6和8.4mL/L,此时三种金属离子的剩余浓度分别为:Cu2+0.033、Ni2+0.043和Pb2+0.071mg/L,都低于我国《污水综合排放标准》(GB8978-96)的一级排放标准控制值。(2) RDTC处理络合重金属离子废水时,需要适当增大RDTC的投加量才能达到与处理同浓度游离重金属离子废水的相近去除率。处理CuEDTA废水需增加RDTC大约12%,处理CuCA、NiCA、NiTA(?)PbCA废水时需增加RDTC分别约为6%、10%、5%和8%。(3)RDTC处理重金属离子有选择性,选择性大小排序是:Cu2+>Pb2+>Cd2+>Ni2+。(4)RDTC使用时有一个最佳pH范围。其适用pH范围分别为含铜废水pH≥3;含镍废水pH≥5;含铅废水为pH≥4。(5)水中的致浊物质一般有利于重金属离子的去除。RDTC在处理重金属离子时可以同时将致浊物质一并去除。(6)废水初始pH值对螯合物絮体的沉降性能的影响很大。游离Cu2+、CuCA和CuEDTA的最佳沉降pH值分别是5、7和6左右;游离Ni2+、NiTA(?)NiCA的最佳沉降pH值分别是4、9和7左右;游离Pb2+(?)PbCA的最佳沉降pH值都在5左右。对于CuEDTA废水,加入少量A12(SO4)3可明显提高沉降性能。(7) RDTC与重金属螯合沉淀物在弱酸性和碱性条件下很稳定,长期放置也很安全,有利于安全处置或进一步利用。(8)单独使用RDTC处理HEDP预镀铜废水,可以使铜离子剩余浓度低于我国《污水综合排放标准》(GB8978-96)的一级排放标准控制值。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 重金属废水的污染现状及其危害
  • 1.2 化学沉淀法处理重金属废水概述
  • 1.2.1 中和沉淀法
  • 1.2.2 硫化物沉淀法
  • 1.2.3 铁氧体共沉淀法
  • 1.2.4 重金属螯合剂处理法
  • 1.3 DTC类重金属螯合剂处理重金属废水研究进展
  • 1.3.1 高分子重金属螯合树脂处理重金属废水
  • 1.3.2 水溶性重金属螯合剂处理重金属废水
  • 1.4 本论文的研究意义和研究内容
  • 1.4.1 研究意义
  • 1.4.2 研究内容
  • 第2章 重金属螯合剂RDTC的研制
  • 2.1 主要仪器和试剂
  • 2.2 实验方法
  • 2.3 RDTC的合成
  • 2.3.1 RDTC的合成路线
  • 2.3.2 RDTC合成的单因素条件
  • 2.3.3 RDTC合成的最佳条件
  • 2.3.4 RDTC的表征
  • 2.4 RDTC和BDP的复配
  • 2.4.1 BDP的合成路线和方法
  • 2.4.2 RDTC和BDP的复配
  • 2.5 本章小结
  • 第3章 RDTC处理重金属废水性能研究
  • 3.1 实验材料与方法
  • 3.1.1 主要仪器和试剂
  • 3.1.2 实验方法
  • 3.2 RDTC处理含铜废水结果与讨论
  • 3.2.1 RDTC投加量对Cu(Ⅱ)去除效果的影响
  • 3.2.2 废水初始pH对Cu(Ⅱ)去除效果的影响
  • 3.2.3 废水初始浊度对Cu(Ⅱ)去除效果的影响
  • 3.2.4 RDTC对含Cu(Ⅱ)废水浊度的去除
  • 4)3和废水初始pH值对絮体沉降性能的影响'>3.2.5 Al(SO43和废水初始pH值对絮体沉降性能的影响
  • 3.2.6 沉渣稳定性
  • 3.3 RDTC处理含镍废水结果与讨论
  • 3.3.1 RDTC投加量对Ni(Ⅱ)去除效果的影响
  • 3.3.2 废水初始pH对Ni(Ⅱ)去除效果的影响
  • 3.3.3 RDTC对含Ni(Ⅱ)废水初始浊度的去除
  • 3.3.4 废水初始pH值对絮体沉降性能的影响
  • 3.3.5 沉渣稳定性
  • 3.4 RDTC处理含铅废水结果与讨论
  • 3.4.1 RDTC投加量对Pb(Ⅱ)去除效果的影响
  • 3.4.2 废水初始pH值对Pb(Ⅱ)去除效果的影响
  • 3.4.3 废水初始pH值对絮体沉降性能的影响
  • 3.5 RDTC处理HEDP预镀铜废水
  • 3.6 本章小结
  • 第4章 RDTC处理重金属废水机理探讨
  • 4.1 主要仪器和试剂
  • 4.2 实验方法
  • 4.3 重金属螯合沉淀物的分子结构
  • 4.4 重金属螯合沉淀物的红外光谱分析
  • 4.5 RDTC与重金属离子配合物的稳定常数
  • 4.6 RDTC对重金属离子去除的选择性
  • 4.7 本章小结
  • 第5章 结论与建议
  • 5.1 结论
  • 5.2 建议
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

    • [1].高效重金属螯合剂RDTC的研制及处理含铜废水性能[J]. 环境化学 2011(08)

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