高效重金属螯合捕集剂的制备研究(2)
1.2 重金属废水的来源与危害
含重金属的废水主要来自于印制板制造、电镀、化工、冶金等生产部门，其中电镀和印制板的制造是重金属废水的重要来源。电镀和印制板生产工艺中要消耗大量的水，也就会产生大量的废水。近年来，随着电子、机械、汽车制造等工业的迅速发展，表面处理技术有了新的进展，电镀和化学镀得到了更广泛的应用，而电镀行业是一个用水量较大的生产部门。金属部件的电镀和其他化学、电化学表面处理产生的废水占机械制造业废水总量的30-40％。电镀废水主要来自于电镀生产过程中的清洗、镀液过滤、滤液的废弃、更新以及镀液的带出、跑、冒漏等，含有Cu、Pb、 Cr、 Zn、Ni等多种重金属离子和EDTA、NH3、NH4C1等络合剂[4]。印制板在制造过程中产生的废水水质与电镀废水相似，但由于工艺的特殊要求，成分更为复杂，除含有Cu、Pb等重金属和EDTA、NH3等络合剂这类污染物外，还含有很高的COD、BOD，主要包括有机酸、醇、酮、酯及环氧化合物。
重金属废水可直接或间接地造成人类和牲畜的永久性中毒，如导致癌症这样的疾病。淡水或海洋中的水生生物对水体中的重金属也相当敏感，即使低浓度的废水也会对它们构成威胁。土壤或灌溉水中的重金属会对植物的生长产生不利的因素，并且在植物的叶、茎、根部富集，从而将影响波及整个食物链。实验表明，植物和动物吸收重金属以后，通过食物链的作用可使生物重金属富集系数即生物体内污染物浓度与环境中该污染物浓度之比达到1000至10000。含污染物的废水排入环境，通过地质层渗透，污染地下水，直接影响人类正常的饮用水源。此外电镀废水影响鱼类和水生生物生长，妨碍渔业生产。而且电镀废水排入土壤，植物体内重金属逐渐累积，植物生长发育受阻甚至死亡，造成农林业减产。
1.3 重金属废水的处理方法
随着电子工业的发展，重金属废水带来的污染问题日益受到人们的关注。目前重金属废水处理的具体方法[5]很多，一般常用的化学、物理方法有：中和凝聚沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体法、氧化还原法、高分子重金属捕集剂、鳌合树脂法、离子浮选法、离子交换树脂法、电解法、活性炭吸附法、腐殖酸树脂吸附法、斜发沸石吸附法、麦饭石吸附法、反渗透法、电渗析法、蒸发浓缩法等。
1.3.1 中和沉淀法
在含重金属的废水中加入碱进行中和反应[7]，使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。中和沉淀法操作简单，是常用的处理废水方法。实践证明在操作中需要注意以下几点：(1)中和沉淀后，废水中若pH值高，需要中和处理后才可排放；(2)废水中常常有多种重金属共存，当废水中含有Zn，Pb，Sn， AI等两性金属时，pH值偏高，可能有再溶解倾向，因此要严格控制pH值，实行分段沉淀；(3)废水中有些阴离子如：卤素、氰根等有可能与重金属形成络合物，因此要在中和之前经过预处理；(4)有些颗粒小，不易沉淀的，则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。
1.3.2 硫化物沉淀法
加入硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀除去的方法。与中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的优点是：重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低，而且反应的pH值在7-9之间，处理后的废水一般不用中和。硫化物沉淀法的缺点是：硫化物沉淀物颗粒小，易形成胶体；硫化物沉淀剂本身在水中残留，遇酸生成硫化氢气体，产生二次污染。为了防止二次污染问题，英国学者研究出了改进的硫化物沉淀法[8]，即在需处理的废水中有选择性的加入硫化物离子和另一重金属离子(该重金属的硫化物离子平衡浓度比需要除去的重金属污染物质的硫化物的平衡浓度高)。由于加进去的重金属的硫化物比废水中的亚金属的硫化物更易溶解，这样废水中原有的重金属离子就比添加进去的重金属离子先分离出来，同时防止有害气体硫化氛生成和硫化物离子残留问题。
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