吸附法去除水中典型有机络合态重金属的研究进展

工业废水中低浓度、难降解、高毒性有机络合态重金属的有效去除是当前重金属污染治理领域的热点问题。吸附法因成本低、效率高、操作简便等优点在有机络合态重金属污染治理领域备受关注。首先详细阐述了近年来主流吸附剂的发展现状及其在去除水体中典型EDTA络合态重金属方面的研究进展,评述了不同类别吸附剂的优缺点及相应的性能优化方法,并归纳了相关吸附剂的反应机理。之后将传统有机络合态重金属污染治理技术与当下新型吸附技术各自的优点和局限性进行了对比,为在复杂环境中合理选择最佳类型吸附剂提供了有益参考,并列举了新型吸附剂在含有机络合态重金属污染实际废水治理领域的应用表现和发展潜力。最后展望了未来新型吸附剂的研究重点和发展方向,以期为吸附法治理含有机络合态重金属废水的研究提供参考。

金属组学方法识别水中络合态重金属形态及其吸附净化技术研究进展

Cu^(2+)、Pb^(2+)和Ni^(2+)等重金属离子可与水中乙二胺四乙酸、柠檬酸、酒石酸等有机分子形成络合态重金属。相比于游离态离子,络合态重金属具有更高的水溶性和环境毒性,在广泛的pH值范围内稳定存在且形态复杂,难以通过化学沉淀等常规方法高效去除。对近年来基于金属组学方法的水中络合态重金属复杂形态分析方法进行总结,对吸附净化技术在络合态重金属废水处理中的研究进展进行综述,并对上述领域需要解决的问题进行了探讨和展望。

基于硫化钠的垃圾焚烧飞灰EDTA提取液中重金属回收试验研究

为实现对垃圾焚烧飞灰EDTA提取液中重金属的回收,以硫化钠溶液为沉淀剂,探究了其用量对重金属回收率的影响,并评价了回收后重金属对环境的影响。理论计算结果表明,在pH为9~12的体系中,S^(2-)能与提取液中的重金属离子形成CdS、CuS、PbS、ZnS金属硫化物沉淀。回收试验结果表明,每处理1 L提取液,5%Na_(2)S的适宜用量为40 mL,Na_(2)S用量对各重金属元素的回收率总体上影响不大;提取液处理前,Cd、Cu、Zn和Cr的质量浓度较低,Cd、Pb质量浓度超标,尤其是Pb超出了标准限值的20倍;回收处理后,提取液中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的质量浓度均符合GB 8978-1996的规定;浓度较高的Pb回收效果最为显著,其回收率达95.31%,浓度较低的Cd、Cu、Zn和Cr的回收率分别为63.16%、62.71%、66.37%和54.88%;Cr^(3+)虽然不与S^(2-)反应,但通过包藏、吸附等方式被其他重金属硫化物共沉淀进入重金属回收渣,从而实现分离回收;重金属回收渣中铅质量分数高达4.24%,超过了原生铅矿Pb最低工业品位的4倍多,可以作为一种炼铅资源。本工艺简单、实用性强,为垃圾焚烧飞灰综合利用提供了一条新途径。

超声波/紫外光-纳米Fe^(0)类芬顿法处理络合态重金属废水

研究了超声波/紫外光(US/UV)-纳米Fe^(0)类芬顿法处理高浓度络合态重金属废水的适宜条件,探究该方法对化学需氧量(COD)和络合态重金属的去除机理。实验结果表明:在US/UV作用下,纳米Fe0类芬顿法处理COD浓度1738.86 mg/L、总铬473.14 mg/L、总镍43.35 mg/L、总铜8.53 mg/L的络合态重金属废水,在pH值为3、温度为65℃、振荡速度150 r/min时,纳米Fe0最佳用量为9.6 g/L、H_(2)O_(2)投加量为1 mL/L,反应20 min后,COD、总铬、总镍和总铜的去除率分别为96.75%、99.99%、99.94%和99.57%。相较于传统芬顿法,该方法加快反应速率,反应时间缩短了66.6%,去除效果提高10%,且污泥量减少13%。纳米Fe^(0)重复利用3次后,对络合态重金属的去除率仍在50%以上,可见纳米Fe_(0)重复利用性好。因此,纳米Fe^(0)在处理高浓度络合态重金属废水方面具有良好的应用前景。

有机络合强化植物修复的环境风险研究 I.EDTA对复合污染土壤中TOC和重金属动态变化的影响

采用盆栽试验研究了EDTA存在条件下的土壤溶液总有机碳(TOC)和重金属浓度的动态变化。结果表明,施用3 mmol/kg EDTA极显著地增加了土壤溶液中TOC的含量。土壤溶液TOC随培养时间呈指数曲线下降。在加入EDTA 52天后土壤溶液TOC仍然高于对照处理。施用EDTA大幅度地提高了土壤溶液Cu、Zn、Cd和Pb的浓度,这些重金属的浓度在一个月内迅速下降,以后趋向稳定。EDTA活化土壤重金属存在淋溶迁移的潜在环境风险。

有机络合强化植物修复的环境风险研究 II.不同质地对EDTA淋溶土壤中重金属的动态作用

通过土柱淋溶试验研究了EDTA对不同质地土壤中Cu、Zn、Cd、Pb淋溶作用的影响及其动态特征。结果表明,土壤质地对EDTA淋溶重金属元素的行为有一定的影响,这些金属的淋失主要发生在淋溶初期,可能造成地下水污染的潜在风险。

UiO-66(Zr)@多孔陶瓷复合材料的制备及对络合态重金属EDTA-Cu(Ⅱ)的去除

本文采用多孔陶瓷作为基体制备了锆基金属有机骨架UiO-66@多孔陶瓷复合材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、粉末X射线衍射(PXRD)、氮气吸附和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等表征手段对比了氢氧化钠脱硅和乙二胺表面改性等基体活化方式对UiO-66(Zr)在多孔陶瓷表面负载情况的影响.结果表明,经过乙二胺表面改性的多孔陶瓷对UiO-66(Zr)的负载更均匀,负载效果更好.以EDTA-Cu(Ⅱ)为考察对象,研究了UiO-66(Zr)@乙二胺表面改性多孔陶瓷复合材料对络合态重金属的净化效能.结果表明,UiO-66(Zr)@多孔陶瓷复合材料在较宽的酸碱条件下(pH=3—9)对络合态重金属EDTA-Cu(Ⅱ)均表现出良好的吸附性能,饱和吸附量为1.17 mg·g-1,并可通过NaOH解吸再生,从而实现材料的重复利用.

基于EDTA络合滴定法测定重金属离子浓度

为了简化传统金属离子的测定方法,以乙二胺四乙酸(EDTA)为络合剂,用PAN、二甲酚橙和紫脲酸铵为指示剂测定Cu^(2+)浓度,用铬黑T指示剂测定Mg^(2+)浓度,用二甲酚橙指示剂测定Ni^(2+)浓度.结果表明:以紫脲酸铵为指示剂时,Cu^(2+)浓度测定结果的相对标准偏差(RSD)最小,为0.631%,因此测定Cu^(2+)浓度选择紫脲酸铵为指示剂最合适;以铬黑T为指示剂,Mg^(2+)浓度的测定结果的RSD为0.719%,因此测定Mg^(2+)浓度时可以选择铬黑T指示剂;以二甲酚橙为指示剂时,Ni^(2+)浓度测定结果的RSD为0.760%,因此EDTA络合滴定法测定Ni^(2+)浓度时可选择二甲酚橙指示剂.与原子吸收光谱法相比,EDTA络合滴定法测定金属离子浓度操作简单方便,测定结果具有很高的精密度和准确度.

土壤水溶解态有机物质与重金属的络合作用

水溶解态有机物质与重金属离子的络合反应对土壤重金属化学行为的影响十分显著。文章综述了土壤水溶解态有机物质与重金属离子之间相互作用的研究进展，讨论了水溶解态有机物质与络合反应有关的性质，以及水溶态有机物质与重金属的络合作用的问题。

高级氧化法处理含络合态重金属废水研究进展

综述了几种常见的高级氧化法(AOPs)以及AOPs联合处理工艺。AOPs在处理含络合态重金属废水方面优于化学中和、沉淀等传统工艺。分别介绍了多种AOPs发展现状和去除机理,以及在实际应用中的优缺点。最后,针对目前存在的问题展望了AOPs的发展方向和前景。

废水中络合态重金属形态、去除机制及净化技术研究进展

络合态重金属是一种由络离子与带有异电荷的离子组成的化合物,如K_(4)[Fe(CN)_(6)]、Cu-EDTA等,其种类多样、结构复杂。凭借其出色的杀菌、染色、催化、荧光等特性被更广泛应用于环境、制革、化学、材料多个领域。但是,络合态重金属稳定性强,适应pH范围广而难被降解,毒性、致病性极强,会通过土壤、水和空气的循环作用在自然环境和生物链中迁移和富集,对环境和生命健康造成危害。因此已有较多方法被应用于去除络合态重金属,但是目前的研究中,并未有综述全面概括络合态重金属的种类和各种去除方法。因此,本文总结了几种常见络合态重金属的研究进展,详细分析了多种络合态重金属去除技术的机理,综合其优点和局限性进行探讨。

废水中EDTA与总重金属含量的同时测定

在被EDTA和重金属离子污染的废水中,由于它们之间的络合作用,很难用简单的方法测出二者的含量。本文在强酸性和加入助萃络合剂的条件下,使EDTA与重金属离子分离。采用离子缔合萃取法,将水中的重金属离子萃于有机相,用分光光度法可测定出水中EDTA的总浓度。另取一份平行样,加入过量且定量的EDTA标准溶液,同水中未与EDTA络合的重金属离子络合,再进行返滴定。通过萃取与返滴定的巧妙结合,可求出水中重金属离子的总量。本法操作简便、快速,不需大型仪器,特别适合于被EDTA和(或)重金属离子污染的废水测定。

重金属离子在二氧化锰上竞争/络合吸附行为的模拟

通过实验考察了Cu2+、Co2+、Cd2+、Zn2+和Ni2+五种重金属离子共存时各自在二氧化锰上的吸附边以及EDTA存在时Cu2+在二氧化锰上的吸附边。在改良型金属匹配模型的基础上,发展了多种重金属离子共存的竞争吸附模型和EDTA存在时的重金属离子络合吸附模型,利用所建立的吸附模型可以较好地模拟重金属离子的吸附行为,且利用模拟所得的参数可以预测EDTA存在时Cu2+在二氧化锰上的吸附边。

不同结构DTC用于重金属废水处理试验研究

分别以链形二胺和环形二胺为原料合成了2种不同结构的DTC(二硫代氨基甲酸盐)DTC-1和DTC-2,采用红外光谱对其结构进行了表征,并用于废水中Cu2+,Ni 2+,Zn2+,Cr3+重金属离子或络合态重金属离子的去除.研究结果表明,原料中胺的结构对捕集效果的影响较大,DTC-1捕集重金属的能力顺序为Cu2+>Ni 2+>Cr3+>Zn2+,对Zn2+几乎没有去除效果,而DTC-2捕集4种重金属的能力顺序为Cu2+>Ni 2+>Zn2+>Cr3+,对常见的4种游离态的重金属离子均有理想的捕集效果;DTC-1和DTC-2也均能捕集络合态重金属离子,但捕集剂的投加量稍有增加.通过对实际含铜废水的处理,两者均能将实际含铜废水处理到达标,且处理成本相差不大,均有较好的市场应用前景.

草炭水溶解态有机质与金属离子络合稳定常数的测定

采用离子交换平衡法测定草炭水溶解态有机质与 Cu2 +、Pb2 +、Zn2 +、Cd2 + 4种金属离子 ,在 2种 p H条件下的络合稳定常数 .结果表明 ,金属离子与草炭水溶解态有机质通常形成混合或多核络合物 ;2种 p H条件下的络合配位数和稳定常数序列均为 :Cu2 + >Pb2 + >Zn2 + >Cd2 + ,高 p H条件下 。

土壤重金属元素测定方法比较

采用3种方法:M3-双硫腙、DTPA-AAS、EDTA-AAS测定了土壤中有效态锌的含量,并且进行比较,研究了M3-双硫腙方法的精密度、重现性,并分别进行了M3浸提剂及双硫腙萃取剂重现性的重现性实验。结果表明:M3-双硫腙法与标准参比法呈显著相关,M3浸提剂及双硫腙萃取剂的重现性好。M3-双硫腙法精密度高、工效快,可用于土壤重金属的联合速测。

零价铁类芬顿法处理含低浓度重金属离子有机废水

以零价铁类芬顿法处理含低浓度重金属离子的有机废水,研究了初始pH值,H2O2投加量,反应时间,铁刨花投加量对实验的影响,探究了该法对化学需氧量(COD)和金属离子的去除机理。实验结果表明:初始pH值和H2O2投加量对处理效果影响比较大,最佳条件是初始pH值为3,H2O2投加量为1.5 mL/L,反应时间为60 min,铁刨花投加量为30 g/L,零价铁类芬顿法对废水中COD,Cu^(2+),Ni^(2+)和Pb^(2+)的去除率分别达到71%,98%,97%和98%,去除效果优于传统芬顿法。铁刨花在重复利用5次后,对COD和Cu^(2+)的去除率仍然分别保持在60%和88%以上,可见重复利用性好。因此,零价铁类芬顿法在处理此废水有良好的应用前景。

重金属脱络螯合剂研究进展

阐述了脱络螯合沉淀机理,归纳总结了不同种类脱络螯合剂在络合态重金属废水处理领域的应用研究成果,分析了有机小分子脱络螯合剂的pH适用范围、絮凝剂辅助沉降影响以及不稳定沉淀物的二次污染风险,列举了DTC类有机高分子脱络螯合剂在较宽的pH范围下呈现的高效脱络螯合能力与良好的絮凝沉降性能,指出了影响其脱络螯合效率与规模化应用的制约因素,明确了脱络螯合剂研究与应用的发展方向。

泰妙菌素废盐活性炭的制备及吸附EDTA-Pb(Ⅱ)的研究

工业废水中的有机配体和重金属离子结合形成络合态重金属,络合态重金属的排放会导致严重的环境及人体健康问题。采用热解炭化法将医药固体废弃物——泰妙菌素废盐制备成废盐活性炭(WSAC)并用于去除模拟废水中的EDTA-Pb(Ⅱ),利用SEM、BET表征WSAC的性质;基于静态吸附试验研究了溶液初始pH、共存离子对WSAC吸附EDTA-Pb(Ⅱ)行为的影响;通过吸附动力学、等温线拟合,利用FTIR、TOC、Zeta电位等表征探究其吸附机理。结果表明:WSAC对EDTA-Pb(Ⅱ)的吸附过程符合伪一级动力学和Langmuir模型,吸附速率受物理过程主导且为单分子层均相吸附;随着pH的升高,WSAC对EDTA-Pb(Ⅱ)的吸附效果降低;共存阴离子的加入会与EDTA-Pb(Ⅱ)竞争吸附位点,对吸附起抑制作用;WSAC对EDTA-Pb(Ⅱ)的吸附机制主要为孔隙填充和静电吸附的协同作用。将WSAC用于吸附工业废水中的EDTA-Pb(Ⅱ),为泰妙菌素废盐的资源化利用提供一种途径,也为工业废水中EDTA-Pb(Ⅱ)的去除提供新方法。

含铬有机废水重金属捕集剂优选及实际废水处理

重金属捕集剂在常温下可与废水中金属离子铬等生成难溶性的高分子螯合盐,产生絮状沉淀,从而达到去除重金属的目的.本研究选取重金属捕集剂作为除铬沉淀剂,通过优选重金属捕集剂(TMT、乙硫氮、福美钠、黄原酸钾),选出最优重捕剂处理实际染色废水.结果表明四种重捕剂中福美钠和乙硫氮去除总铬效率较高.对实际制革废水处理,采用福美钠和乙硫氮重捕剂同类的WS-801、WS-802型重捕剂联用处理28组制革含铬废水,24组出水总铬浓度均低于0.5 mg/L,达到《制革及毛皮加工工业水污染物排放标准》要求.