二硫代氨基甲酸盐重金属捕集剂对废水中镉捕集的研究

二硫代氨基甲酸盐重金属捕集剂对废水中镉捕集的研究

2011年5月武汉理工大学学报武汉工程大学学报 Ｈ．Ｖ０１．３３Ｎ０．５Ｍａｙ２０１１文章编号：１６７４—２８６９（２０１１）０５—００３８—０３二硫代氨基甲酸酯类重金属清除剂对废水中镉的捕获研究曹阳1，黄娟1，纪小红1，马盼1'2（１． . 湖北省黄石市环境监测站，湖北黄石 4 350００，Ｃｈｉｎａ；２．兰州大学生命科学学院，甘肃兰州 7 30 ０ ０ ０ ）摘要：开展了二硫代氨基甲酸盐类重金属捕获剂对废水中镉的捕获研究，对37.00mg/L含镉废水进行镉的捕获效果测试，研究其对废水中镉离子的吸附特性，考察了时间、捕收剂投加量、pH值及多种金属共存对捕获性能的影响。处理后的废水中镉浓度可达到国家排放标准。关键词：二硫代氨基甲酸酯；废水；镉；捕获３９６９／ｊ．ｉｓｎ．１６７４—２８６９．２０１１．０５．０１１０引言长期以来，镉作为原料或催化剂被广泛应用于电池制造工业、电镀工业、塑料工业等，有色金属采选冶炼、镉化合物工业是镉污染的主要来源。镉最大的毒性是它会通过食物链进行积累富集，从而直接作用于人体而引起严重疾病或促使慢性疾病的发生。因此，含镉废水排放前必须经过处理，达到排放标准，含镉的废弃物也必须妥善堆放，避免造成土壤和水体污染[2]。传统的含镉废水处理方法是加入石灰乳进行中和[2]，生成重金属氢氧化物沉淀。此法不仅成本高，而且产生大量的化学污泥[3q]。二硫代氨基甲酸盐可以有效去除多种金属离子[5]，以及多种形式的共存重金属离子。二硫代氨基甲酸盐基团的强络合力，可以直接化学沉淀或络合重金属离子，其络合物稳定性强，避免了二次污染。因此，利用二硫代氨基甲酸盐沉淀法取代传统的氢氧化物沉淀处理法，具有显著的社会效益和环境效益。近年来，利用金属清除剂处理含重金属离子废水的研究较多[6]。本实验在前人研究的基础上，利用合成的金属清除剂与金属反应生成稳定性高、不溶于水的螯合物，进行了废水中模拟镉的去除实验。 1 实验部分 1.1 实验方法 在含单一金属镉的废水中，控制废水pH值，加入金属清除剂，搅拌一段时间后静置至絮凝物沉淀，过滤，用原子分光光度计测定滤液中残留重金属的质量浓度。 1.2. 仪器与试剂 W Ｆ Ｘ — ＩＦ ２８ ２ 原子吸收分光光度计，检出限0. ０ ５ mg/L；Ａ Ａ Ｓ Ｚ Ｅ Ｅ n it ７ ０ ０ 原子吸收分光光度计，检出限0. ０００ ０ １ mg/L；Ｐ Ｈ ２５ 酸度计；Ｔ Ｈ Ｚ — ８ ２ 摇床。 配制重金属废水试剂所用试剂为：Ｃｄ（ＮＯ ）

原子分光光度计所用标准溶液由中国环境监测中心提供，聚二硫代氨基甲酸铵盐的质量浓度约为500 mg/L。实验中镉溶液的质量浓度模拟某冶炼厂车间产生的废水最高质量浓度为37.00 mg/L。1.3 实验原理重金属捕获剂为聚二硫代氨基甲酸铵盐，活性基团（给电子基团）为二硫代氨基甲酸。由于活性基团中的硫原子电负性小，半径大，易失去电子而极化变形产生负电场，能捕获阳离子并倾向于成键形成不溶于水的二硫代氨基甲酸盐。捕收剂与金属离子结合时，通过其结构中的两个硫原子形成四元环，因此形成的化合物为螯合物‘7’。捕收剂与重金属离子形成共价螯合物，给电子基团围绕中心离子的空间分布由金属离子键合轨道的分布角决定，捕收剂与价键轨道为dsp2的金属离子形成平面四面体结构，与价键轨道为sp3的金属离子形成正四面体结构，与d2sp3类型的金属离子形成正四面体结构。