重金属污水处理中螯合产物稳定性的研究
重金属螯合剂TMT-15处理高含汞气田废水
重金属螯合剂TMT-15处理高含汞气田废水吕维阳;刘盛余;汪雪婷;孙宇杰;能子礼超;伏倩雯【摘要】选用重金属螯合剂TMT-15处理高含汞气田废水(COD=1 560mg/L,SS=210 mg/L,pH=2.5～3.0,汞质量浓度为340 mg/L),考察了TMT-15投加量,废水pH,与氢氧化物、硫化物联用等因素对汞去除效果的影响,分析了TMT-15与汞的螯合产物的稳定性.实验结果表明:TMT-15能与汞强力螯合并沉淀,投加量低,pH适用范围广;絮凝剂聚合硫酸铝与TMT-15的联用可提高除汞效果,但作用有限;TMT-15与氢氧化物联用时的汞的去除效果提升显著,在氢氧化钠、三聚硫氰酸、汞元素的摩尔比为0.5:0.5:1和废水pH为3.0的条件下,汞去除率可达99.99％,剩余汞浓度低于GB 8978-1996中规定的汞排放浓度;螯合产物具有很高的热稳定性,且在较高浓度的酸碱环境中溶解率低,对环境造成二次污染的风险小.【期刊名称】《化工环保》【年(卷),期】2015(035)005【总页数】5页(P459-463)【关键词】重金属螯合剂;三聚硫氰酸三钠盐;汞;含汞气田废水【作者】吕维阳;刘盛余;汪雪婷;孙宇杰;能子礼超;伏倩雯【作者单位】成都信息工程大学资源环境学院大气环境模拟与污染控制四川省高校重点实验室,四川成都610225;成都信息工程大学资源环境学院大气环境模拟与污染控制四川省高校重点实验室,四川成都610225;成都信息工程大学资源环境学院大气环境模拟与污染控制四川省高校重点实验室,四川成都610225;成都信息工程大学资源环境学院大气环境模拟与污染控制四川省高校重点实验室,四川成都610225;成都信息工程大学资源环境学院大气环境模拟与污染控制四川省高校重点实验室,四川成都610225;成都信息工程大学资源环境学院大气环境模拟与污染控制四川省高校重点实验室,四川成都610225【正文语种】中文【中图分类】X705高含汞气田废水是一类特殊的工业废水，其水质特点为色度大，COD较高，并含有大量的无机盐类物质、悬浮物和重金属等，干扰到对高含量汞的专项处理，使得气田废水无法达标排放［1-2］。
离子交换螯合技术深度处理重金属废水
离子交换螯合技术深度处理重金属废水离子交换螯合技术深度处理重金属废水随着工业化进程的加速，重金属废水问题愈发凸显出来。
重金属废水是指含有铅、镉、汞、铬、铜、锌、镍等重金属的水。
这些重金属因其毒性、难降解等特性，对环境产生了很大的危害。
因此，深度处理重金属废水一直是环保领域中一个非常重要的研究方向。
目前，离子交换螯合技术在重金属废水处理中已经被广泛使用。
离子交换螯合技术是指利用钓合剂或离子交换树脂等材料对废水中存在的金属离子进行螯合，以达到净化水质的目的。
这种技术具有操作简单、运行稳定、成本低、净化效果好等优点。
此外，不同的离子交换树脂对不同的重金属具有较好的选择性，因此可以对废水进行的有针对性的处理。
离子交换螯合技术适用于废水中重金属含量较高、草酸钙等传统沉淀剂效果不佳的场合。
其中，使用离子交换树脂对重金属的螯合作用更强，处理效能更高。
离子交换树脂是一种高分子化合物，其主链带有带电离子团，可以吸附水中的离子。
该树脂可被分为阴离子交换树脂和阳离子交换树脂两种。
对于废水中的阳离子重金属，采用阴离子交换树脂进行吸附；对于废水中的阴离子重金属，则采用阳离子交换树脂进行吸附。
通过调整交换树脂的离子吸附饱和度，可以使其不断的吸附，再反复释放，从而达到更深层次的处理效果。
离子交换螯合技术虽然在深度处理重金属废水中效果显著，但在实际应用中也存在一些局限性。
首先，离子交换树脂本身就存在一定的局限性。
例如，交换树脂的选择性以及耐受性较差，氧化还原条件下有较大的漏失率等。
其次，交换树脂使用寿命较短，会因为早期的使用而丧失吸附效果。
为了提高交换树脂的使用寿命，需要定期的对其进行再生，而这一过程需要使用大量的水资源。
在实际应用中，离子交换螯合技术多与其他处理技术联合运用，如以草酸钙等传统沉淀剂进行初级沉淀，再选用离子交换法进行深度处理。
这样不仅可以使废水得到更好的处理，也可以延长交换树脂的使用寿命，提高整个系统的经济性。
有机螯合剂对城市生活垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化试验研究
有机螯合剂对城市生活垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化试验研究罗伟;李颖【摘要】选取乙二胺四乙酸二钠(EDTA)和亚硫基二乙酸(TDGA)两种有机稳定剂药剂,研究其对焚烧飞灰重金属的稳定化效果.实验表明,焚烧飞灰浸取液中重金属浓度依次为:Zn (124.2mg/L) ＞Pb (27.98mg/L)＞Cu(15.29mg/L) ＞Cd (7.68mg/L) ＞TCr (1.16mg/L),重金属Pb、Cd、Cu超出标准;在用EDTA和TDGA处理的稳定化样品浸出液中Pb、Cd、Cu、TCr的浓度随着有机螯合剂投加量的增加而减小,并且TDGA的处理效果优于EDTA;在TDGA投加量相同,且浸取剂pH在3到9的范围内时,随着pH的升高,Pb、Zn、Cu、TCr的浸出浓度逐渐减小,其中pH升高对Cd的浸出浓度影响较小;若有机螯合剂溶液与飞灰搅拌均匀,液固比的增加对螯合反应没有产生影响.【期刊名称】《四川环境》【年(卷),期】2018(037)005【总页数】6页(P19-24)【关键词】飞灰;重金属;有机螯合剂;稳定化【作者】罗伟;李颖【作者单位】四川省环境保护科学研究院,成都610041;四川省环境保护科学研究院,成都610041;四川省科院科技咨询有限责任公司,成都610041【正文语种】中文【中图分类】X7051 前言城市生活垃圾焚烧飞灰(MSWI fly ash)是在生活垃圾焚烧后，被烟气净化系统和热回收系统(如锅炉、节热器等)收集到的颗粒物[1]。
产生的飞灰约占原焚烧垃圾总量的3%～5%[2]。
2014年我国各类危险废物产生总量为3 634万t，其中焚烧飞灰产量为400万t，占比达到了11%。
飞灰中可能含有大量的重金属、二噁英等有毒有害物质，这些物质可能会从飞灰中浸出，在环境中迁移转化，即使浓度较低也会对环境造成严重污染[3]。
由于重金属难以在自然条件下降解，且可通过生物放大转移至生物体内，对人体及其他生物造成伤害[4]。
高分子螯合剂和垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化技术
高分子螯合剂和垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化技术何其伟;王明芳;王陆游【摘要】简单介绍了垃圾焚烧飞灰的理化特性和垃圾焚烧飞灰中重金属稳定化技术.依据螯合剂的结构特点及分类,结合高分子螯合剂合成方法,简述了高分子螯合剂稳定重金属的原理.认为高分子螯合剂处理垃圾焚烧飞灰后短期内是有效的.但是,螯合剂与重金属形成的螯合物的长期稳定性有待进一步的实验验证.二硫代羧酸盐类高分子螯合剂研究较多,含其他配位基团的螯合剂有待研究.【期刊名称】《广州化学》【年(卷),期】2016(041)006【总页数】4页(P70-73)【关键词】高分子螯合剂;重金属;稳定化;垃圾焚烧;飞灰【作者】何其伟;王明芳;王陆游【作者单位】嘉兴中科检测技术服务有限公司,浙江嘉兴314022;嘉兴中科检测技术服务有限公司,浙江嘉兴314022;嘉兴中科检测技术服务有限公司,浙江嘉兴314022【正文语种】中文【中图分类】X705随着我国经济高速发展和城镇人口的快速增长，我国形成了很多大城市和特大城市（甚至超大城市），城市面临的生活垃圾问题显得愈来愈加严峻。
根据《2015年城乡建设统计公报》，2015年我国城市生活垃圾产量超过2亿吨。
目前，我国生活垃圾的主要处置方式为填埋，需占用大量土地，并且对土壤和水质造成污染。
焚烧处置是日本和欧洲发达国家的主流方向，我国从八十年代中后期开始发展生活垃圾焚烧厂。
焚烧可杀灭垃圾中的细菌达到无害化，同时减容（体积减少90%）、减量，余热可用来发电达到资源化的目的。
但是，垃圾焚烧过程中产生的飞灰（约为垃圾量的3%～5%），富集了大量的重金属和二噁英，会对环境造成危害。
《国家危险废物名录》（2016）将垃圾焚烧飞灰列为危险废物，在安全填埋前必须进行无害化处置。
如何有效处理垃圾焚烧飞灰中的重金属和二噁英是当前急需解决的环保问题。
垃圾焚烧飞灰是一种灰白色或深灰色的细微粉末。
飞灰中90%的颗粒粒径小于300微米。
飞灰的成分和垃圾组成、焚烧方式等有关，各地有差异。
螯合沉淀法处理含重金属离子废水
螯合沉淀法处理含重金属离子废水目前，我国多采用化学沉淀法处理含重金属离子废水，但由于不同的重金属离子生成氢氧化物沉淀时的最佳pH值不同，以及某些重金属离子可能与溶液中的其他离子形成络合物(增加了它在水中的溶解度)，所以处理效果往往不理想。
另外，重金属离子在碱性介质中生成的氢氧化物沉淀，其一部分会在排放中随着pH值的降低而重新溶解于水中。
因此，需要研究和开发高效的重金属离子脱除剂，寻求更经济的处理方法。
1 螯合沉淀法机理DTCR为长链高分子物质，含有大量的极性基(极性基中的硫原子半径较大、带负电，且易于极化变形而产生负电场)，它能捕捉阳离子并趋向成键而生成难溶的氨基二硫代甲酸盐(TDC盐)。
生成的TDC盐有部分是离子键或强极性键(如TDC—Ag)，大多数是配价键(如TDC—Cu、TDC—Zn、TDC—Fe)。
同一金属离子螯合的配价基极可能来自不同的DTCR分子，这样生成的TDC盐的分子会是高交联的、立体结构的，原DTCR 的相对分子质量为(10～15)×104，而生成的难溶螯合盐的可达数百万甚至上千万，故此种金属盐一旦在水中生成，便有很好的絮凝沉析效果。
螯合沉淀法利用了DTCR在常温下能与废水中Hg2+、Cd2+、Cu2+、Pb2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+、Cr3+等多种重金属离子迅速反应的特点，在生成不溶于水的螯合盐后再加入少量有机或(和)无机絮凝剂以形成絮状沉淀，从而达到捕集去除重金属离子的目的。
2 螯合沉淀法的特点螯合沉淀法具有如下特点：①处理方法简单，只要添加药剂即可除去重金属离子，且不增加设备费用；②DTCR能与重金属离子强力螯合，去除重金属效果好；③DTCR是高分子制剂，其与金属离子能生成良好的絮凝体，絮凝效果佳；④污泥量少且易脱水(采用传统的化学沉淀法和低分子捕集沉淀剂处理时，往往需要投加大量的助沉剂而致使污泥量增多，且污泥不易脱水，甚至粘在滤布或滤带上而造成流道堵塞)；⑤DTCR的pH值适用范围宽，在pH=3～11范围内有效。
螯合剂处理重金属污染底泥研究进展
・固废处置与处理・收稿日期:2009-11-17作者简介:路景玲(1984-),女,硕士研究生。
研究方向:污染物的迁移转化。
螯合剂处理重金属污染底泥研究进展Re search Progre ss on Chelating Agent in Treatingwith Heavy Metal Contaminated Sediment路景玲1 徐 颖1,2 魏晓云1 方盛荣1(1.河海大学环境科学与工程学院 南京 210098);(2.河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室 南京 210098) 摘要 河流湖泊等水体底泥污染问题已引起全世界的关注,尤其重金属污染问题。
本文在综述底泥的重金属污染现状的基础上,重点论述了重金属螯合剂处理污染底泥的机理,从螯合剂、螯合剂诱导植物修复处理重金属污染底泥中的应用两个方面论述了国内外螯合剂的研究现状,并指出螯合剂应用研究中存在的问题。
最后对未来的研究重点进行了展望。
关键词 重金属 底泥 螯合剂Abstract The problem of sediments pollution of rivers and lakes has attracted w orldwide attention ,particularly the heavy metal pol 2lution problems.This article mainly discusses the mechanism of chelating agent dealing with heavy metals sediment ,based on reviewing the status of heavy metal contamination of sediment ,and discusses the status of chelating agents at home and abroad ,in tw o aspects of the chelating agents ,chelating agents induced phytoremediation the application in treatment of heavy metals contaminated sediment ,and points out that the problems applied research in chelating agents.Finally ,it prospects future research priorities.K eywords Heavy Metals Sediment Chelating Agent 河流湖泊是重要的多功能地表水资源,具有灌溉、防洪、航运、养殖等功能,对调节气候、维持生态平衡有着重要的生态功能〔1〕。
重金属螯合剂处理焚烧飞灰的稳定化技术研究
1999年5月ENV I RONM EN TAL SC IEN CEM ay,1999重金属螯合剂处理焚烧飞灰的稳定化技术研究蒋建国 王 伟 李国鼎 那崇铮 甑晓月 赵翔龙(清华大学环境科学与工程系,北京 100084,E 2m ail :jianguo j @ho tm ail.com )摘要 进行了垃圾焚烧飞灰的新型稳定化药剂——重金属螯合剂的实验室研究,探讨了本螯合剂处理焚烧飞灰的稳定化工艺流程及处理效果.结果表明,本螯合剂对飞灰中重金属的总捕集效率高达97%以上,其效果显著优于无机稳定化药剂N a 2S 和石灰,且处理后的飞灰能达到重金属废物的填埋控制标准,同时,其处理后的飞灰的最大浸出量远低于无机稳定化药剂处理后的飞灰,且能在较宽的pH 范围内都具有好的稳定化效果,减少了稳定化产物在环境条件变化下二次污染的风险.关键词 重金属螯合剂,稳定化技术,垃圾焚烧飞灰,重金属废物,固体废弃物处理.3 蒋建国:男,28岁,博士收稿日期:1998209214Exper i m en ta l Study on the Chem ica l Stab il iza tion Technology i nTrea ti ng w ith Fly A sh Usi ng Heavy M eta l Chela ti ng Agen tJ iang J ianguo W ang W ei L i Guoding N a Chongzheng Zeng X iaoyue Zhao X ianglong(D ep t .of Environ .Science and Engineering ,T singhua U niversity ,Beijing 100084,Ch ina E 2m ail :jianguo j @ho tm ail.com )Abstract T he syn thesizing m ethod of heavy m etal chelating agen t w as exp lo red in th is paper .T he techno logy p rocess and treatm en t efficiency of the chelating agen t in treating w ith fly ash w ere experi m en tally studied .T he resu lts indicated that the efficiency of heavy m etal chelating agen t in treating w ith fly ash w as h igher than that of u sing N a 2S and li m e ,fu thermo re ,the treated fly ash u sing th is chelating agen t can reach the landfilling stan 2dards fo r heavy m etal w aste .T he m ax i m um leach ing quan tity of heavy m etal fo r the treated fly ash u sing th is chelating agen t w as m uch low er than that fo r the treated fly ash u sing N a 2S and li m e ,and it can keep stab iliza 2ti on w ith in a b roader pH value .T hu s the risk of secondary po llu ti on fo r the treated w aste w as reduced dram ati 2cally w hen the environm en t conditi on changes.Keywords heavy m etal chelating agen t ,stab ilizati on techno logy ,fly ash ,heavy m etal w astes ,so lid w aste treat 2m en t . 垃圾焚烧技术由于可以有效降低垃圾的体积,回收能源,将会成为我国垃圾资源化和减容处理技术的重要研究和发展方向.但是,垃圾焚烧所产生的焚烧飞灰因其含有较高浸出浓度的铅和铬等重金属而属于重金属危险废物[1,2,4,6],在对其进行最终处置之前必须先经过稳定化处理.在日本,已有明确的法律要求垃圾焚烧飞灰必须经过药剂稳定化处理后才能进行填埋处置[6],同时关于飞灰的药剂稳定化处理已有一定的研究和报道[2,4,5].在我国,由于常规稳定化技术所存在的问题[3],开发新型重金属螯合剂及其在重金属废物治理中的应用将在我国及国际上具有广阔的市场和实用价值[4,5,6].本论文对重金属螯合剂的开发及其处理垃圾焚烧飞灰的效果和工艺进行系统的研究,并与常规的无机稳定化药剂石灰和N a 2S 处理焚烧飞灰的效果进行对比,得出了相应的结论.1 重金属螯合剂的合成重金属螯合剂实验室合成中使用的多胺其分子量一般在500以下,实验发现以60～250为最佳,这些多胺包括乙二胺、二乙烯三胺等聚烯烃多胺,而聚乙烯亚胺则使用30%的水溶液.以上的多胺或聚乙烯亚胺都具有含N 置换基的烷基、氨基、酰基或羟基烷基.在合成反应过程中,CS 2可在碱性条件下置换多胺或聚乙烯亚胺分子N 元素上的活性H 原子,生成重金属螯合剂即二硫代氨基甲酸或其盐[7,8].其基本反应式可表示为:多胺(聚乙烯亚胺)+二硫化碳碱性条件αCH 2N CSS -N a+CH 2χn重金属螯合剂高分子长链上的有效官能团二硫代羧基以离子键和共价键的形式与重金属离子反应,生成稳定的交联空间网状结构的重金属螯合物[7].2 焚烧飞灰稳定化处理工艺及方法211 处理工艺流程焚烧飞灰中含有的重金属以阳离子的形式(Pb 2+、Cd 2+等)存在,较易溶出,且其粒径已经很小(d m ax <1mm ),故处理前不需要机械粉碎.实验中采用的处理流程简图如图1所示.1废物储槽 21废物计量 31重金属螯合剂储槽 41重金属螯合剂稀释槽 51稀释水 61机械搅拌设备 71稳定化产物图1 焚烧飞灰稳定化处理工艺流程212 有毒物质浸出程序(Tox icity Character 2istic L each ing P rocedu re ,TCL P )实验方法TCL P 方法是一种确定废物浸出毒性的标准方法[1],是由美国EPA 在原有的危险废物提取程度(EP )基础上改进提出的.其目的是考察在填埋场环境下,处置废物中危险成分的浸出特性,判断其是否对地下水构成污染.实验中采用的TCL P 实验流程如图2所示.图2有毒物质浸出程序(TC LP )流程湿样固相固体弃去液体4℃下储存分析测试浸出液液固分离0.6～0.8Λm滤膜过滤固相TC LP浸取液相液 固分离0.6～0.8Λm 玻璃纤维滤膜过滤湿废物样品含不可过滤固体>0.5%干废物样品废物代表样3 实验结果与分析311 飞灰性能测试实验焚烧飞灰的TCL P 浸出试验结果示于表1.表1 焚烧飞灰的基本性能 m g ・L -1重金属种类PbCdZnC rH gCu 焚烧飞灰重金属含量15206517810028121113290焚烧飞灰浸出实验重金属浓度381511877120118010060111危险废物填埋控制标准31001311501005312 药剂投加量与飞灰中重金属去除率的关系实验分为投加重金属螯合剂、N a 2S 和石灰3组,药剂投加量分别为012%、014%和016%.所得结果示于图3～5,分别表示不同稳定化药剂投加量与飞灰中重金属的去除率的关系曲线.图3 药剂投加量为012%时去除率比较图3～5的投加量比较实验结果说明:在016%的投加量情况下,重金属螯合剂对飞灰中的主要污染重金属Pb 、Cd 、Zn 和C r 的捕集效41环 境 科 学20卷图4 药剂投加量为014%时去除率比较图5 药剂投加量为016%时去除率比较果都在95%以上,而同样投加量的N a 2S 特别是石灰对这4种重金属的捕集效果很难达到85%,重金属螯合剂对焚烧飞灰的处理效果明显优于N a 2S 和石灰.313 药剂投加量与稳定化产物最大浸出量的关系为了考察飞灰稳定化产物在最不利的环境条件下可能的最大的危险成分的泄露量,实验中对飞灰的稳定化产物进行了最大浸出量试验,该法是用于预测稳定化产物中危险成分在长时间、苛刻条件下可能的最大浸出量,是一种评价稳定化处理产物长期稳定性的方法[5,6].作为比较,同时进行了重金属螯合剂、N a 2S 和石灰处理后飞灰及原灰的最大浸出量实验.最大浸出量试验法工艺流程如图6.飞灰稳定化产物的最大浸出量随重金属螯合剂、N a 2S 和石灰的不同投加量变化的关系曲线绘于图7和图8.图7和图8的结果说明在016%的药剂投加量情况下,使用重金属螯合剂后飞灰中Cd 和Pb 的最大浸出量分别为18m g kg 干废物和2滤液滤液图6稳定化产物最大浸出量实验工艺流程原灰稳定化药剂混合装置养护最大浸出量试验方法1mol L HNO 3蒸馏水L S=50 1L S=50 131mol L HNO 蒸馏水残渣废物最大浸出量测定混合搅拌3h过滤调pH=4保持3h搅拌装置搅拌3h,过滤调pH=7保持3h 搅拌装置粉碎40℃干燥11重金属螯合剂 21N a 2S 31石灰图7 Cd 的最大浸出量2药剂投加量关系曲线11重金属螯合剂 21N a 2S 31石灰图8 Pb 的最大浸出量2药剂投加量关系曲线大浸出量则分别为309m g kg 、5019m g kg 干废物和532 、55 干废物,此结果要513期 环 境 科 学 远高于重金属螯合剂处理后的飞灰.所以,在实际的填埋处理中,重金属螯合剂稳定化产物中危险成分向环境泄露的量比无机稳定化药剂处理后的飞灰低得多,减少了稳定化产物再次污染环境的风险.314 pH 值对TCL P 浸出浓度的影响pH 相关实验是用不同pH 值的浸取液做废物的浸出试验,并以此为依据,预测废物中的危险成分在不同pH 值下的浸出量,它是一种评价稳定化产物在环境条件变化的情况下能否长期稳定存在的预测方法[4,6].实验中所使用的pH 相关实验的工艺流程如图9.图9稳定化产物pH 相关实验工艺流程pH 相关实验程序养护反应槽固体渣单位重量废物浸出量液体测定浓度固液分离装置振荡6h混合成pH=1,3,5,7,9,11,13称重,7等份原灰药剂混合装置L S=10 131mol L HNO 或Na OH40℃干燥用重金属螯合剂、N a 2S 和石灰分别处理后的飞灰在不同pH 值下Cd 和Pb 的TCL P 浸出浓度分别列于图10～13.11原灰 21重金属螯合剂 31N a 2S 41石灰 51达标值图10 药剂投加量为014%时Cd 的浸出量2pH关系曲线11原灰 21重金属螯合剂 31N a 2S 41石灰 51达标值图11 药剂投加量为016%时Cd 的浸出量2pH关系曲线11原灰 21重金属螯合剂 31N a 2S 41石灰 51达标值图12 药剂投加量为014%时Pb 的浸出量2pH关系曲线11原灰 21重金属螯合剂 31N a 2S 41石灰 51达标值图13 药剂投加量为016%时Pb 的浸出量2pH 关系曲线 从图10～13的结果可看出;重金属螯合剂在014%和016%的投加量下,pH 值分别大于318和316,Cd 的浸出量值可达标;pH 值分别大于412和312,Pb 的浸出量值可达标.而61环 境 科 学20卷N a2S在014%和016%的投加量下,pH值则分别需要大于10和615,Cd的浸出量值才可达标;pH值分别大于714和5,Pb的浸出量值才可达标.而用石灰作为稳定化药剂时,pH值只有在9～11时处理废物的重金属浸出量值才有希望达到填埋标准.因此,重金属螯合剂处理飞灰的效果明显优于N a2S和石灰,其处理后飞灰在相当宽幅的pH值范围内保持稳定,降低了稳定化产物二次污染的风险.4 小结(1)实验开发成功的重金属螯合剂是利用其高分子长链上的二硫代羧基官能团以离子键和共价键的形式捕集废物中的重金属离子,生成的稳定化产物是一种空间网状结构的高分子螯合物.(2)重金属螯合剂对焚烧飞灰的处理效果明显优于N a2S和石灰;相同的投加量情况下,其对飞灰中的主要污染重金属Pb、Cd、Zn和C r的捕集效果不仅高于N a2S和石灰,并且其处理后的飞灰达到了重金属废物填埋控制标准.(3)重金属螯合剂处理后飞灰中Cd和Pb 的最大浸出量远低于N a2S和石灰处理后的飞灰,极大地降低了处理后飞灰再次污染环境的风险.(4)用重金属螯合剂处理后的飞灰能够有效拓宽飞灰中主要污染重金属Pb和Cd达到填埋标准的pH值的范围,而用N a2S和石灰处理后的飞灰,pH范围被拓宽的程度明显低于重金属螯合剂的相应值,使得稳定化产物在环境pH值改变的情况下能长期稳定存在,二次污染的潜在威胁大为降低.参考文献1 Jesse R Conner.Chem ical fixati on and so lidificati on of hazardous w aste.Chem ical W aste M anagem ent,Inc, 1990.59～752 须藤雅弘 .弃物学会第6回研究 表会讲演论文集.日本:化学工业日报社,1990.4353 蒋建国,王伟.危险废物稳定化 固化技术的现状与发展.环境科学进展,1998,6(1):55～624 井田 莰,须藤 雅弘.全国都市清扫会议第17回演讲论文集.日本:化学工业日报社,1996,2085 高月弘,酒井伸一.危险 弃物—— —— 、 、 —— の视点 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哌嗪类DTC稳定垃圾焚烧飞灰重金属的实验研究
哌嗪类DTC稳定垃圾焚烧飞灰重金属的实验研究佚名【摘要】采用哌嗪二硫代氨基甲酸盐类(PDTC)螯合剂,对华北、华中和西南3座城市的垃圾焚烧厂飞灰分别在夏季和冬季开展了稳定化处理工艺研究.结果表明:PDTC螯合剂通过螯合反应作用于飞灰的重金属,当DTC类螯合剂投加量为2％～3％(质量比)时,飞灰中重金属的浸出值均符合GB 16889-2008生活垃圾填埋场污染控制标准.【期刊名称】《环境卫生工程》【年(卷),期】2018(026)006【总页数】4页(P12-14,18)【关键词】飞灰;重金属;PDTC【正文语种】中文【中图分类】X705;X799.3截至2016年，我国已建成城市焚烧厂249座，焚烧处理量为2.02×105t/d，年焚烧量为7.37×107t，较2006年增长550%［1］。
飞灰作为垃圾焚烧副产物，由于大量富集如Pb、Cd、Cr、Zn等多种重金属，国内现有的环境法规已将它归类为危险废物。
一般地，焚烧飞灰产量约为垃圾焚烧量的3%～5%，GB 16889—2008生活垃圾填埋场污染控制标准中规定，达到浸出标准的飞灰可以豁免进入生活垃圾卫生填埋场分区填埋。
飞灰的处理方法主要有水泥固化［2］、药剂稳定化［3-4］、热处理［5］。
其中，药剂稳定化技术因其低增容、低成本、重金属稳定效率高、抗酸浸出能力强等优势而成为主流技术。
药剂稳定化技术的关键是稳定剂的选取。
目前，常用的飞灰稳定剂可分为无机药剂［2，6］和有机药剂［7-8］2 类。
与水泥固化技术相比，无机螯合剂稳定化处理技术处理后的废弃物增容很小，但在环境pH条件发生改变时，飞灰中的重金属会二次浸出［9］，较难满足危险废物处理的长期安全性要求。
现行的HJ/T 300—2007固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法［10］，要求以pH为2.64的醋酸缓冲溶液作为浸提剂对飞灰进行浸出毒性测试。
这对飞灰螯合剂的选择提出了更高要求，因此有机药剂已经成为飞灰稳定化处理的热点。
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重金属污水处理中螯合产物稳定性的研究
A R e se a rch to the S ta b ility o f The He a vy m e ta l C he la ting P ro duc tio n s unde r the W a te r Tre a t2 m ent
表 1 Cu的螯合产物的稳定性试验
螯合剂名称
pH值 试验后浓度 / (mg/L )
泄漏量 / (mg/ kg)
3
4190
245
二丁基二硫代磷酸铵 5
2177
7
1163
138 8113
9
0121
1014
3
7171
386
二丙基二硫代磷酸钾 5
5165
282
7
3112
156
9
1191
9515
3
0123
1115
钾和二异丙基二硫代磷酸铵溶液 (由于工业重金属 废水常呈酸性 ,所以本实验中研究 pH 值对去除率影 响时只讨论 pH ≤6的情况 ) 。 1. 3 实验仪器及主要试剂
TAS—986型原子吸收分光光度计 ; AFS—830原子荧光分光光度计 ; 螯合剂名称 :二丁基二硫代磷酸铵 、二丙基二硫 代磷酸钾 、二异丙基二硫代磷酸钾 、二异丙基二硫代
《仪器仪表与分析监测 》2008年第 4期
次数
表 4 准确度试验 Ca2 + / (mmol/L )
M g2 + / (mmol/L )
1
49150
50110
2
49176
48149
3
48165
50110
4
49112
49172
5
49149
50122
6
49196
48122
平均值
49142
49148
标准偏差
浓度 : 5% (体积浓度 ,下同 ) ; 汞 、铜 、镉 、铅 浓 度 : 各 为 200 mg /L , 试 样 用 量 : 50 mL; 配制重金属废水所用试剂为 : Pb (NO3 ) 2 (分析 纯 ) , CdC l2 ·215H2 O (分析纯 ) , CuSO4 ·5H2 O (分析 纯 ) , HgCl2 (分析纯 ) 。
丙基二硫代磷酸钾处理含 Hg废水效果最佳 。实验
结果分别如表 2、图 2所示 。
表 2 Hg螯合产物的稳定性试验
螯合剂名称
pH 值
试验后浓度 / (mg/L )
3
6124
泄漏量 (mg/ kg)
312
二丁基二硫代磷酸铵 5
4174
237
7
3158
179
9
1172
8610
3
6180
340
二丙基二硫代磷酸钾 5
二异丙基二硫代磷 5
0113
酸钾
7
0111
6141 5170
9
0108
3187
3
7133
367
二异丙基二硫代磷 5
5138
269
酸铵
7
3126
163
9
2123
111
3
1711
855
氢氧化钙
5
9117
458
7
7121
361
9
5101
250
2. 2 Hg的螯合产物 随溶 液 pH 值 变化 的稳定 性
图 2 Hg螯合产物的稳定性试验
2. 3 Cd 的 螯合 产物 随溶 液 pH 值 变化 的稳定 性 试验
实验结果表明 :在 pH = 3、5、7、9 范围氢氧化物 沉淀的泄漏量约是螯合沉淀的两倍 ,与传统的氢氧
— 33 —
《仪器仪表与分析监测 》2008年第 4期
化物沉淀法相比 ,研制的重金属螯合剂与 Cd的反
早在 50年代初期 ,重金属的环境污染问题就引起了世 环 ,故形成的化合物为螯合物 ,并具有高稳定性 。
界各国的普遍关注 。特别是发生在日本的由汞污染引 1. 2 实验方法
起的“水俣病 ”和由镉污染引起的“骨痛病 ”事件 ,以及
在含有单一金属 (汞 、铜 、镉 、铅 )废水和混合废
在欧洲一些国家陆续发现重金属污染产生的严重后 水中 ,控制实验条件 ,分别控制 pH 值为 2、3、4、5、6,
114 2148 ×103 1161 ×103 1149 ×103 1135 ×103 4126 ×103 3120 ×103 3109 ×103 3100 ×103
图 4 Pb螯合产物的稳定性实验
图 3 Cd螯合产物的稳定性性试验
2. 4 Pd 的螯合产物随溶液 pH 值变化的稳定性 试验
实验结果表明 : 在 pH = 3、5、7、9 范围氢氧化物 沉淀的泄漏量约是螯合沉淀的两倍 ,氢氧化铅的泄 漏量比其它金属的氢氧化物泄露量大得多 ,且稳定 性受 pH值影响不显著 。与传统的氢氧化物沉淀法 相比 ,研制的重金属螯合剂与 Pb的反应产物具有更 高的稳定性 [ 3 ] 。4种螯合剂与 Pb反应产物的稳定性 以二丁基二硫代磷酸铵形成的螯合产物最为稳定 , 于其它螯合剂的螯合产物相比可以忽略不计 。故以 二丁基二硫代磷酸铵处理含 Pb废水效果最佳 。实
2) 分别对缓冲溶液用量和取样体积的两个影响 因素 的 进 行 研 究 , 实 验 结 果 表 明 : EDTA 浓 度 为 C1 /2EDTA = 0105 mol/L 左右时 ,当缓冲溶液加入量多于
第 2终点 EDTA 滴定体积时 ,曲线在第 1等当点突跃 较为明显 ,当缓冲溶液加入量少于第 2终点 EDTA 滴 定体积时 ,曲线在第 2 等当点突跃较为明显 ,当缓冲 溶液加入量与第 2 终点 EDTA 滴定体积比为 1 ∶1 ～ 2∶1时 ,曲线在第 1、2等当点突跃都比较明显 。其他 浓度的 EDTA ,通过换算可得相应的比列关系 。
在 ,这将给稳定化带来困难 ,并且 ,普通的沉淀法所产 生的污泥在 pH 值改变的情况下会再度溶出 ,二次污 染的可能性非常突出。针对这些问题 ,近期国际上已 开始应用有机重金属螯合剂去除重金属的研究 [2 ] 。这 类方法首先在日本得到开发 ,已在日本的重金属废水 处理和焚烧飞灰重金属固定方面得到初步应用 ,并成 功地开发出了一类新型的重金属螯合剂 ,在重金属废 水及其他重金属废物的治理中取得了很好的效果 。
5140
270
7
3190
195
9
2110
105
3
5150
275
二异丙基二硫代磷 5
3130
165
酸钾
7
2190
145
9
0150
2510
3
7130
365
二异丙基二硫代磷 5
4190
245
酸铵
7
3150
175
9
1170
8510
3
1514
770
氢氧化钙
5
1010
500
7
7160
380
9
4110
205
图 1 Cu螯合产物的稳定性试验
沉淀的泄漏量约是螯合沉淀的两倍 ,与传统的氢氧
化物沉淀法相比 ,研制的重金属螯合剂与 Cu的反应
产物具有更高的稳定性 。螯合剂尤以二异丙基二硫
代磷酸钾形成的螯合产物最为稳定 ,与其它螯合产
物相比泄露量基本上接近于零 。故以二异丙基二硫
代磷酸钾处理含 Cu 废水效果最佳 。实验结果分别
如表 1、图 1所示 。
泄漏量 (mg/ kg)
369
二丙基二硫代磷酸钾 5
5189
294
7
3171
186
9
1146
7310
3
8186
443
二异丙基二硫代磷 5
6139
319
酸钾
7
4123
212
9
2107
103
3
6167
334
二异丙基二硫代磷 5
4196
248
酸铵
7
3112
156
9
1165
8217
3Байду номын сангаас
1817
937
氢氧化钙
5
1 实验部分
磷酸铵 ;
1. 1 重金属与螯合剂的反应机理 重金属 螯 合 剂 可 采 用 二 烃 基 二 硫 代 磷 酸 的 铵
盐 、钾盐或钠盐 ,活性基团 (给电子基团 )为二硫代磷 酸 。因活性基团中的硫原子电负性小 、半径较大 、易 失去电子并易极化变形产生负电场 ,故能捕捉阳离 子并趋向成键 ,生成难溶于水的二烃基二硫代磷酸
0147
0189
标准值
49187
49159
相对误差
- 019%
- 0122%
从表 4 可知 ,该方法具有较高的准确度 , 符合 SY / T552322006油田水分析方法要求的准确度 。
4 结论
1) 通过上述实验结果可知 ,采用电位滴定仪测 量水中的 Ca2 + 、M g2 +是可行的 ,其精密度和准确度都 符合油气田水分析方法标准的要求 。
[关键词 ] 重金属 ;螯合剂 ;稳定性 ;污水处理 [中文分类号 ] X 703 [文献标志码 ] A
重金属污染是个世界性的环保问题 ,在未来的环 盐 。当螯合剂与某一金属离子结合时 ,均通过其结
保工作中 ,解决重金属污染问题将是人们关注的焦点。 构中的两个硫与烃基及磷酸根和金属离子形成多个
孙 娟
(南京环境监测中心站 江苏南京 210013)
[摘要 ] 采用高分子有机螯合剂与废水中的多种重金属离子发生螯合反应 ,生成稳定且不溶于水的金 属螯合物来去除废水中的重金属离子 。对含有汞 、铜 、镉 、铅等重金属污水处理中的螯合产物稳定性进行试 验研究 ,结果表明 ,利用螯合剂处理重金属废水的效率较高 ,有较好的应用前景 。