1. 電鍍廢水中COD來源有哪些
1、電鍍前處理廢水中COD的產生:電鍍前處理是採用除油脫脂、侵蝕等工藝過程去除鍍件表面氧化皮和油污。組成廢水COD的主要有機污染物是陰、非離子型表面活性劑和其他助劑,蠟油及礦物油類等。此時工作母液的COD可以達到20000~50000mg/L。此外,在鋁合金鍍件以及塑料電鍍前處理過程中會產生一定量的亞硝酸鹽、硫化物,也會造成廢水COD偏高。鍍前處理過程最後產生的清洗廢水COD在300~800mg/L之間,這部分廢水的COD較高,占電鍍廢水總排放量的60%~70%,加上負荷狀態不穩定的性,該部分廢水處理難度較大。
2、電鍍工藝過程中COD的產生:電鍍工藝過程中的COD主要來源於電鍍液中添加的各種添加劑和部分鍍種含有的有機絡合劑。這些添加劑主要是多組分的高低碳鏈有機類化合物。一部分在電鍍過程中被工件消耗,一部分被分解進入鍍層,一部分殘留在鍍液中,剩餘部分被工件帶出後進入清洗水中。此外,某些工藝用的亞硫酸鹽,化學鍍所用的次磷酸鈉等還原劑也會影響廢水中的COD值。電鍍過程排放的清洗水COD在40~60mg/L之間,占廢水總排放量的20%~25%,該部分廢水COD相對較穩定。
3、電鍍後處理工藝廢水中COD的產生:電鍍後處理是指工件經過電鍍處理鍍上金屬層後對鍍層進行的一系列清潔、乾燥、鈍化、光澤處理、浸表面活性劑脫水處理或者為滿足特殊功能如防腐性而採取的化學抗腐蝕處理。再加上硝酸除光引入的還原性物質,此時的工作母液COD值可能達2000~3000mg/L,但正常清洗水的COD值在50~150mg/L之間,占電鍍廢水總排放量的10%~15%。
2. 電鍍廠里的廢水有機污染物來源是哪裡
電鍍前處理中有機物的產生 電鍍鍍前處理其目的是為了在後面的電鍍中得到良好的 鍍層而進行表面整平、除油脫脂、侵蝕等工藝過程。其產生的污染物為非離子型表面活性劑、陰離子型表面活性劑及其它部分助劑(如緩蝕劑等)、礦物油及蠟油類 等有機物類污染物,其水質為酸性或鹼性。表面整平過程沖刷的污水中主要的污染物包括懸浮物及少量重金屬離子、總氮及COD。除油脫脂過程主要是去除工件上 附著的動植物油和礦物油。其主要的方法包括有機溶劑除油、化學除油、電化學除油等[5]。有機溶劑除油過程中常用的有機溶劑包括汽油、煤油、苯、二甲苯、 丙酮、三氯乙烯、四氯乙烯、四氯化碳及酒精等。化學除油是普遍使用的除油方法,它是指利用油污中的動植物油的皂化作用及乳化作用將其從零件上除去的過程。 皂化反應就是油脂與除油液中的鹼發生化學反應生成成肥皂的過程。礦物油是靠乳化作用而除去的,乳化劑是一種表面活性物質。電化學除油,是在鹼性溶液中零件 為陽極或陰極,在直流電的作用下將零件表面的油脂除去。依靠電解的作用可以強化除油效果,能使油脂徹底除凈。侵蝕分為一般侵蝕和弱侵蝕兩種,前者主要用於 去除零件表面油和銹蝕產物,而後者主要去除金屬工件表面的薄層氧化物。侵蝕過程中帶來了少量的COD及總氮污染物,且對廢水的pH值具有較大的影響。 1.2 電鍍過程中有機物的產生 電鍍過程中產生有機物的廢水主要來於電鍍工序的清洗 水,主要含有濃度較高的各種金屬離子,而其中的有機物則主要是電鍍液中添加的各種光亮劑,這些光亮劑一般均為多組分混合高分子有機化合物。由於所鍍物質的 不同,採用的電鍍液也不一樣,下面介紹常見的電鍍液中的有機物含量及種類。 氰化鍍銅工藝是以氰化物作為絡合劑,鍍液為強鹼性, 其中主要有氰化亞銅、氰
化鈉、酒石酸鉀鈉、硫氰酸鉀及少量的氫氧化鈉、碳酸鈉及硫酸錳等,主要有機物為酒石酸鉀鈉。全光亮酸性鍍銅是一種具有高整平全光亮 的強酸性鍍銅工藝。鍍液主要成分由硫酸銅和硫酸組成。所用的有機添加劑可分為光亮劑和表面活性劑兩類。焦磷酸鹽鍍銅是一種以焦磷酸鉀為絡合劑的弱鹼性鍍銅 工藝,其鍍液的主要成分為焦磷酸銅鹽和焦磷酸鉀鹽的絡合劑。化學鍍銅主要用於非導體材料的金屬化處理。化學鍍銅經常採用甲醛作為還原劑,其鍍液中的其他成 分還包括硫酸銅、酒石酸鉀鈉、EDTA鈉鹽、氫氧化鈉、甲醇及亞鐵氰化鉀等。另外,數年前國內開發了HEDP、檸檬酸一酒石酸以及三乙醇胺鍍銅,其中 HEDP鍍銅適於鋼鐵件的直接鍍銅,而一般的焦磷酸鹽鍍銅液則不適用。 電鍍鎳漂洗廢水中的有機污染物主要來源於電鍍液中添加的各種光亮劑、整平劑以及其他功能的添加劑這些有機添加劑不僅是環境污染物,還會給後續的廢水回用和金屬回收工藝帶來不良影響。 鍍鉻的電鍍液中有機物種類較少,主要為醋酸以及醋酸鹽類物質。 印刷線路板電鍍過程中添加的葯劑包括各種酸鹼及甲醛、酒石酸鉀鈉、EDTA二鈉及各種光亮劑、添加劑等。其水中的污染物除濃度極高的重金屬離子(主要是銅離子)外還有濃度較高的氨氮及一部分COD和磷酸鹽等。 除此之外,很多合金電鍍及貴重金屬電鍍工藝,其電鍍 工藝五花八門,廢水中也包含了大量的重金屬離子及絡合有機物、光亮劑等。不過,總的說來電鍍過程產生的漂洗水的COD值並不高,但又由於其成分比較復雜, 不同的工藝採用的電鍍液也不相同,給特徵污染物的確定帶來了難度,進而給生化帶來了一定的影響。 1.3 電鍍後處理中有機物的產生 電鍍後處理過程是指工件在鍍上金屬鍍層之後對其進行 的清潔、乾燥、包裝、
拋光、鈍化、光澤處理、浸表面活性劑脫水處理或者為增加防腐性而採取的化學抗腐蝕處理。有時為了鍍件表面的穩定,也常塗抹一層抗暗或 抗蝕的有機膜。這部分廢水有機物濃度不高,而且這部分廢水占電鍍廢水的比例很低,因此電鍍後處理廢水中有機物並不是電鍍廢水有機物中關注的重點。
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3. 電鍍廢水處理後取樣總磷與COD濃度超標,什麼原因,怎樣降低
根據國家環保部門提供的檢測數據,我國在三廢治理方面有兩項不達標:一是大氣中的二氧化硫,二是廢水中的COD。近年來,筆者作為行業專家參加了省環保廳組織的對電鍍廠家和PCB 廠家清潔生產審核驗收工作,發現他們大都是因為廢水處理COD 不達標,而不得不在廢水處理時增加生物處理措施。誠然,生物處理對降低廢水中的COD是有效的,但生物處理屬於末端治理,存在以下的問題:一、設備投資大;二、電鍍廢水中#化物和銅等重金屬對微生物有毒化作用。因此,採用生物處理前,要求電鍍廢水必須先進行非常嚴格的化學處理,以除去#化物(允許含量為0.5 mg/L)和六價鉻(允許含量為零,即不得含有)、銅離子(允許含量為0.5 mg/L)等重金屬,廢水處理成本較高。
清潔生產將整體預防的環境戰略持續應用於生產過程、產品和服務中,提倡通過工藝改革、設備更新等途徑實現節能減排。根據清潔生產理念,解決電鍍廢水COD 超標應該首先通過工藝改造和設備更新,實現電鍍廢水COD 的減排。
電鍍廠家的高COD 廢水主要來源於前處理除蠟、化學除油、電解除油的漂洗水和廢液,而影響前處理漂洗水和廢液COD 含量的主要因素有:(1)漂洗水和廢液中被皂化、乳化或懸浮於液面的油污、蠟油,以及沉澱於槽底的蠟垢;(2)除蠟水、化學除油粉、電解除油粉中的表面活性劑、有機緩蝕劑和有機配位劑。而第一點最為重要。
4. 陰離子表面活性劑的舉例
陰離子聚丙烯醯胺(APAM)是水溶性的高分子聚合物, 主要用於各種工業廢水的絮凝沉降,沉澱澄清處理,如鋼鐵廠廢水,電鍍廠廢水,冶金廢水,洗煤廢水等污水處理、污泥脫水等。還可用於飲用水澄清和凈化處理。由於其分子鏈中含有一定數量的極性基團,它能通過吸附水中懸浮的固體粒子,使粒子間架橋或通過電荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物,故可加速懸浮液中粒子的沉降,有非常明顯的加快溶液澄清,促進過濾等效果。
功能特點
陰離子聚丙烯醯胺,由於它具有:
1、 澄清凈化作用;
2、 沉降促進作用;
3、 過濾促進作用;
4、 增稠作用及其它作用。
在廢液處理、污泥濃縮脫水、選礦、洗煤、造紙等方面,能夠充分滿足各種領域的要求。
洗煤廢水處理方案:選煤廠對煤泥水的處理一般情況下採用「旋流器-濃縮機-壓濾機(煤泥沉澱池)」處理工藝。一般情況下都是采購機高分子絮凝劑(聚丙烯醯胺)。高分子絮凝劑與煤泥微粒或煤泥膠體接觸作用,中和了煤泥表面的電性,降低表面能,使煤泥微粒凝聚沉澱。聚丙烯醯胺的分子量一般在百萬之間,不同粒度組成的煤泥水要選用不同分子量的絮凝劑。聚丙烯醯胺可以分為陰離子型聚丙烯醯胺,陽離子聚丙烯醯胺和非離子型聚丙烯醯胺三種類型。在使用聚丙烯醯胺進行水處理的時候,要保證類型與煤泥水的pH值相吻合,陰離子聚丙烯醯胺的適於偏鹼性煤泥水,陽離子聚丙烯醯胺的適於偏酸性煤泥水,陰離子型和陽離子型聚丙烯醯胺混合使用,煤泥水絮凝沉澱效果更好。
特點:
1、 水溶性好,在冷水中也能完全溶解。
2、 添加少量本陰離子聚丙烯醯胺產品,即可收到極大的絮凝效果。一般只需添加0.01~10ppm(0.01~10g/m3),即可充分發揮作用。
3、 同時使用陰離子聚丙烯醯胺產品和無機絮凝劑(聚合硫酸鐵,聚合氯化鋁,鐵鹽等),可顯示出更大的效果。
用途
1)用於污泥脫水根據污泥性質可選用本產品的相應型號,可有效在污泥進入壓濾之前進行污泥脫水,脫水時,產生絮團大,不粘濾布,壓濾時不散,流泥餅較厚,脫水效率高,泥餅含水率在80%以下。
2)用於生活污水和有機廢水的處理,本產品在酸性或鹼性介質中均呈現陽電性,這樣對污水中懸浮顆粒帶陰電荷的污水進行絮凝沉澱,澄清很有效。如生產糧食酒精廢水,造紙廢水,城市污水處理廠的廢水,啤酒廢水,味精廠廢水,製糖廢水,有機含量高 廢水、飼料廢水,紡織印染廢水等,用陽離子聚丙烯醯胺要比用陰離子、非離子聚丙烯醯胺或無機鹽類效果要高數倍或數十倍,因為這類廢水普遍帶陰電荷。
3)用於以江河水作水源的自來水的處理絮凝劑,用量少,效果好,成本低,特別是和無機絮凝劑復合使用效果更好,它將成為治長江、黃河及其它流域的自來水廠的高效絮凝劑。
4)造紙用增強劑及其它助劑。提高填料、顏料等存留率、紙張的強度。
5)用於油田經學助劑,如粘土防膨劑,油田酸化用稠化劑。
6)用於紡織上漿劑、漿液性能穩定、落漿少、織物斷頭率低、布面光潔。
包裝與貯存
陰離子聚丙烯醯胺包裝、貯運及注意事項:
採用25Kg襯塑編織袋或紙塑復合袋包裝,也可根據用戶要求包裝。貯運時,注意防熱、防潮,防止包裝破損,乾粉產品長期露置會吸潮結塊。堆碼層數不得超過20層。有效儲存期為2年。本產品粒度為20-80目,亦可根據用戶要求生產。 綜述
是親水基為羧基的陰離子表面活性劑,包括高級脂肪酸的鉀、鈉、銨鹽以及三乙醇銨鹽。在水中電離後起表面活性作用的部分是脂肪酸根陰離子。如:
電離
RCOONa ——>RCOO-+Na+
脂肪酸鹽表面活性劑是歷史上開發最早的陰離子表面活性劑,也是重要的洗滌劑,目前仍是皮膚清潔劑的重要品種。
主要特性
⑴肥皂是最常見的脂肪酸鹽陰離子表面活性劑 肥皂的主要性能特點是它的水溶液的pH在9.0~9.8,呈弱鹼性,它有良好的潤濕、發泡、去污等作用而被廣泛用作洗滌劑。
肥皂的缺點是耐硬水性能差,在硬水中使用肥皂不僅洗滌力差,同時生成的鈣皂污垢在 酸水中懸浮並且粘附在衣物上很難去除。肥皂與硬水中的鈣、鎂等離子反應生成皂垢,不但增加肥皂的耗費,而且粘結在衣物上產生的斑點會使衣物發硬。含有皂垢的布在印染加工時會造造成染色不勻。
肥皂在pH低於7的酸性介質中會轉變成不溶於水的游離脂肪酸,會使皂液變混濁並粘附在衣物上不易被除去。因此肥皂只能在中性和鹼性介質中使用。通常使用肥皂時常配合加入適量純鹼以保持皂液pH在10左右,其目的為防止肥皂水解和提高洗滌效果。注意在去除酸性污垢或在酸性媒液中不能使用肥皂。
軟脂酸鹽和硬脂酸鹽水溶性差,要充分發揮它們的洗滌能力往往需要在較高溫度條件下使用,而含有不飽和鍵的油酸鹽比較適合在較低溫度的洗滌場合。以上的高碳脂肪酸鹽 隘由於在水中溶解度太低,但油溶性好,所以適合作摻水乾洗溶劑中的表面活性劑(變性皂),脂肪酸的有機胺鹽和二乙醇胺、三乙醇胺鹽大多表現為油溶性的,常用作乳化劑、潤濕劑,如三乙醇胺肥皂常在有機溶劑中作乳化劑。
⑵親油基通過牛間鍵與羧基相連的羧酸鹽(雷米邦A) 脂肪酸鹽除了常見的肥皂外,還有這種形式的羧酸鹽,如用多肽混合物與脂肪醯氯發生縮合反應製成的N—烷醯基多肽。其中用油醯氯與脫脂皮屑等廢蛋白的水解產物縮合製成的表面活性劑,商品名為雷米邦A (Lamepon A),國內商品名為613洗滌劑,化學名稱為N—油醯基多縮氨基酸鈉(或N—油醯基多肽)。其合成反應式為:
產品介紹
油醯氯 多縮氨基酸鈉 雷米邦A
(其中R'、R」是含有1~6個碳原子的烴基)
雷米邦A在毛紡、絲綢、合成纖維及印染工業等紡織部門常做洗滌劑、乳化劑、擴散劑,也可做金屬清洗劑和皮膚清潔劑,由於它結構中的多肽部分化學結構與蛋白質相似,對皮膚刺 、激性低,可形成良好的保護膠體,因此也適用於頭發用品和香波中或用於護膚香脂中。用它洗滌絲、毛等蛋白質類纖維織品,有洗後柔軟、富有光澤、彈性的優點。它有很強的乳化力,如22份雷米邦A可乳化1000份植物油。並且它對鈣皂有很強的分散力。它在中性和鹼性介質中穩定,在鹼性介質中去污力更佳。但在pH值小於5的介質中會以沉澱形式析出。由於它的吸濕力強,通常不製成粉狀產品,商售為黃棕色粘稠狀液體產品,活性物含量為32%~40%。
製造雷米邦A的多膚部分的原料來自皮屑、蠶蛹、豬毛、雞毛、骨膠、豆餅、菜籽餅等蛋白質下腳料,經水解後得到水解蛋白液。油醯氯與水解蛋白液中的多縮氨基酸鈉縮合即得到雷米邦A。 介紹
把在水中電離後生成起表面活性作用陰離子為磺酸根(R--S03)者稱為磺酸鹽型陰離子表面活性劑,包括烷基苯磺酸鹽、α-烯烴磺酸鹽、烷基磺酸鹽、α-磺基單羧酸酯、脂肪酸磺烷基酯、琥珀酸酯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、石油磺酸鹽、木質素磺酸鹽、烷基甘油醚磺酸鹽等多種類型,其中比較重要和常用作洗滌劑的有下列幾種。
重要產品
⑴烷基苯磺酸鈉(LAS或ABS) 烷基苯磺酸鈉通常是一種黃色油狀液體,通式為CnH2n+1HC6H4SO3Na,其疏水基為烷基苯基,親水基為磺酸基。
其早期產品為四聚丙烯苯磺酸鈉(ABS),曲於烷基部分帶有支鏈,所以生物降解性差,60年代各國相繼改為生產以正構烷烴為原料的直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)。烷基苯磺酸鹽不是純化合物;烷基組成部分不完全相同,因此烷基苯磺酸鹽性質受烷基部分碳原子數、烷基鏈支化度、苯環在烷基鏈的位置、磺酸基在苯環上的位置及數目以及磺酸鹽反離子種類影響而發生很大變化。
烷基苯磺酸鹽是陰離子表面活性劑中最重要的一種品種,也是中國合成洗滌劑的主要活性成分。烷基苯磺酸鈉去污力強、起泡力和泡沫穩定性以及化學穩定性好、而且原料來源充足、生產成本低,在民用和工業用清洗劑中有著廣泛的用途。
①支鏈烷基苯磺酸鹽(ABS) 當高級烯烴(如十二碳烯)與苯發生反應時,生成支鏈烷基苯,再與濃硫酸發生磺化反應,得到支鏈型烷基苯磺酸,與鹼(NaOH)中和後得到支鏈型烷基苯磺酸鈉鹽,其中十二烷基苯磺酸鈉是最常見的產品。
作用原理
十二烷基苯磺酸鈉是一種性能優良的合成陰離子表面活性劑,它比肥皂更易溶於水,是一種黃色油狀液體。易起泡由於它的泡沫粘度低所以泡沫易於消失。它有很好的脫脂能力並有很好的降低水的表面張力和潤濕、滲透和乳化的性能。它的化學性質穩定,在酸性或鹼性介質中以及加熱條件下都不會分解。與次氯酸鈉過氧化物等氧化劑混合使用也不會分解。它可以用烷基苯經過磺化反應制備,原料來源充足,成本低,製造工藝成熟,產品純度高。因此自1936年由美國國家苯胺公司開始生產烷基苯磺酸鈉以來,迄今歷經60多年一直受到使用者的歡迎和生產者的重視,成為消費量最大的民用洗滌劑,在工業清洗中也得到廣泛應用。
其不足之處是用它洗過的纖維手感不好。皮膚與它長時間接觸會受到刺激。它易在洗滌物體表面形成吸附膜殘留在物體上,這種吸附膜在低溫下不易被水沖洗去除。它起泡性好,因此在不希望產生泡沫的情況下又是不受歡迎的。
十二烷基苯磺酸鈉特別容易與其他物質產生協同作用(把兩種物質混合後能產生比原來各自性能更好的使用效果叫協同作用),因此它常與非離子表面活性劑和無機助洗劑復配使用,以提高去污效果。
它在硬水中不會像肥皂那樣生成鈣皂沉澱,但生成的烷基苯磺酸鈣不易溶於水,只能分散在水中使它的洗滌能力降低。使用時如果與三聚磷酸鈉等絡合劑復配,把鈣、鎂離子絡合,就可以在硬水中使用而不影響它的洗滌效果。
支鏈結構的烷基苯磺酸鈉由於難被微生物降解,對環境污染嚴重,所以從60年代中期,逐漸被直鏈烷基苯磺酸鈉代替。
②直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS) 直鏈烷基苯磺酸鹽是由直鏈烷烴與苯在特殊催化劑作用下合成直鏈烷基苯,再經過磺化,中和反應製得的。典型代表結構為(對位)直鏈十二烷基苯磺酸鈉,它的性能與支鏈烷基苯磺酸鈉相同,其優點是易於被微生物降解,從環境保護角度看是性能更優良的產品。目前使用的烷基苯磺酸鈉已全部是直鏈烷基結構的了。
⑵α-烯烴磺酸鹽(AOS) 是α-烯烴與SO3在適當條件下反應,然後中和、水解得到的具有表面活性陰離子的混合物,成分較復雜,隨工藝條件和投料量不同成分有變化。其主要成分是烯基磺酸鹽(R--CH==CH--(CH2)—pSO3Na)、羥烷基磺酸鹽(RCH--(CH20)—pSO3Na)和少量二磺酸鹽(R'—CH=CH—CH-(CH2)-SO3Na)或R'—CH—(CH2)—xCH—(CH2)—ySO3Na。其商品名為。—烯烴磺酸鹽,縮寫AOS。
α—烯烴磺酸鹽是一種性能優良的洗滌劑,尤其是在硬水中和有肥皂存在時具有很好的起泡力和優良的去污力。由於它的毒性低對皮膚刺激性小以及性能溫和的優點,在家庭和工業、清洗中均有廣泛的用途。常用作個人保護、衛生用品、手洗餐具清洗劑、重垢衣物洗滌劑、毛羽,毛清洗劑、洗衣用合成皂、液體皂以及家庭用和工業用硬表面清洗劑的主要成分。
⑶烷基磺酸鹽(AS和SAS) 烷基磺酸鹽的通式為RSO3M(M為鹼金屬或鹼土金屬),R為C12~C20范圍的烷基,其中以十六烷基磺酸鹽性能最好。其中正構烷基在、引發劑作用下與SO2、O2反應得到的磺酸鹽,分為伯烷基磺酸鹽(AS)和仲烷基磺酸鹽(SAS)兩類。其中仲烷基磺酸鹽結構式為R--CH--R',縮寫名稱為SAS,國內商品名為601洗滌劑,是一種具,有很好水溶性、潤濕力、除油力的洗滌劑。烷基碳原子一般為C14~C18,以C15~C16去污能力最強。其去污能力與直鏈烷基苯磺酸(LAS)相似,發泡力稍低,是配製重垢液體洗滌劑的主要原料。它的毒性和對皮膚的刺激性都比iLAS低,生物降解性好。使用時常與醇醚硫酸(AES),α—烯基磺酸鹽(AOS)復配,以彌補SAS在硬水中泡沫性差的缺點。可做個人衛生盥洗製品、各種洗衣物以及硬表面清洗劑。
⑷α—磺基單羧酸及其衍生物(MES) 它們的結構式為CH2一COOR', (R為長鏈烴基或金屬離子)。α-磺基單羧酸本身不具有表面活性,但通過酯化或醯胺化生成的衍生物具有表面活性,如CH2—C--OC12H25等。其中以脂肪酸甲酯為原料經磺化中和後得到的商品稱為α-磺基脂肪酸甲酯,簡稱MES,通式為R--CH--COOCH3。
MES是近年來開發生產的一種由天然油脂為原料的陰離子表面活性劑。它有良好的生物降解性,有利於環境保護,使用安全而且去污力強。其去污力隨水硬度增加下降較少,因此在硬水中有很好的去污力,如在洗衣粉配方中用MES取代蚝LAS則在低濃度高硬度水中的去污力明顯高於只用LAS的配方。它還是優良的鈣皂分散劑,它與肥皂配合使用可彌補肥皂不耐硬水會形成皂垢的缺點,因此它是液體皂的主要成分。MES起泡能力好。它對鹼性蛋白酶、鹼性脂肪酶的活性影響小,適合配製加酶洗衣粉。它對油污有很強的加溶能力,而且毒性低安全性好,因此是一種應用前景良好的新品種。但應防止其在鹼性介質中水解失效。
⑸脂肪酸磺烷基酯(1geponA)和脂肪酸磺烷基醯胺(1gepon T) 商品名為伊捷邦A(1gepon A,洗凈劑210)的陰離子表面活性劑典型代表物是油醯氧基乙磺酸鈉
CH3(CH2)7CH=CH--(CH2)7—C—O CH2SO3Na。商品名為伊捷邦f(1gepon T又稱FX洗滌劑,胰加漂T,萬能皂,洗滌之王,209洗滌劑)的陰離子表面活性劑的典型代表物是N—油醯基N-甲基牛磺酸鈉,其分子式為CH3(CH2)7CH-=CH(CH2)7C-CH2CH2SO3N。
Igepon A是由羥乙基磺酸鈉與脂肪酸或脂肪醯氯反應生成的:
R一C—Cl+HOCH2CH2— SO3Na——>O CH2CH2SO3Na+HCl 其通式為R1—C--O R2S03M。
Igepon T是由N—甲基牛磺酸鈉與脂肪酸或脂肪醯氯反應生成的:
R—C—c1+HN一CH2CH2S03Na—>Rc—CH2CH2SO3Na+HCl 通式為R1c—N—R3SO3M
當改變通式中R1、R2、R3、M四個可變因素時,表面活性劑的乳化、泡沫、潤濕、洗滌性能會發生相應改變。
脂肪酸磺烷基酯(1gepon A)和脂肪酸磺烷基醯胺(1gepon T)最初是做紡織助劑使用的,特別是Igepon T系列產品具有對硬水不敏感、有良好去污能力、潤濕力和對纖維柔軟作用,並可在酸性介質中使用,所以在紡織工業中有廣泛用途。其中N—油醯基—N甲基牛磺酸鈉是最重要的一種,用於粗羊毛、合成纖維以及染色布料的清洗,而且對纖維有很好的柔軟作用。磺烷基酯和磺烷基醯胺兩類產品是重垢精細紡織品洗滌劑,手洗、機洗餐具洗滌劑,各種香波、泡沫浴,香皂的重要配方成分。通常用的是椰子油脂肪酸和牛油脂肪酸的磺烷基酯或磺烷基醯胺。其物理性質及表面活性見表7—7和表,7—8。
物理特性
表7-7 脂肪酸磺烷基酯和磺烷基醯胺的物理性質
①在35℃測定。
②克拉夫特點(Krafft Point)。離子型表面活性劑在溫度較低時溶解度很小,但隨溫度升高而逐漸增加,當到達某一特定溫度時,溶解度急劇陡升,把該溫度稱為臨界溶解溫度(又稱克拉夫特點)以rk表示。
⑹石油磺酸鹽 是由天然石油餾分或化工反應所得高碳烴副產物經磺化、中和得到的,是多種烴磺化產物的混合物。石油磺酸鹽主要用作發動機潤滑油的清潔分散劑及起分污泥,保持金屬部件清潔,降低酸性抑制銹蝕的作用。作這種用途的石油磺酸鹽約占總產量60%。石油磺酸鹽配製的金屬清洗劑可有效地去除金屬部件上的油污。
⑺其他磺酸鹽型陰離子表面活性劑 包括以下幾種。
表7-8 脂肪酸磺烷基酯和磺烷基醯胺的表面活性
① 在35℃測定。
①琥珀酸酯磺酸鹽 按結構分為琥珀酸單酯磺酸鹽和雙酯磺酸鹽。
AerosolOT(滲透劑OT)是最早問世的一種琥珀酸雙酯磺酸鹽,是優良的工業用潤濕劑滲透劑。它是由脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪酸單乙醇醯胺與馬來酸酐生成的單酯經磺化得到的產品。它性能溫和對皮膚、眼睛刺激性低、袍沫性優良,在個人保護用品中應用日益廣泛。因原料充分、生產成本低並不產生三廢,近年來得到很大發展。
AerosolOT化學名稱為琥珀酸二異辛酯磺酸鈉。
②烷基萘磺酸鹽 典型產品如二丁基萘磺酸鈉,俗稱拉開粉,是紡織印染行業常用的一種滲透劑、乳化劑。
另有烷基萘磺酸鹽的甲醛縮合物,商品名稱為分散劑NNO。
③木質素磺酸鹽 是造紙工業中亞硫酸法制漿過程中廢水的主要化學成分。它的結構相當復雜,一般認為它是含有愈創木基丙基、紫丁香基丙基和對羥苯基丙基的多聚物磺酸鹽,相對分子質量200~10000,是以非石油化學製造的表面活性劑中重要的一類。由於價格低,具有低泡性,主要用作固體分散劑、O/W型乳狀液的乳化劑,染料、農葯、水泥等懸浮液的分散劑,可加在石油鑽井泥漿配方中控制鑽井泥漿的流動性,還可作礦石浮選劑或水處理劑。
④烷基甘油醚磺酸鹽(AGS) 其通式為ROCH2--CH—CH2SO-3M+,它具有良好的水溶性, OH對酸鹼穩定是有效的潤濕劑,泡沫劑和分散劑,但由於價格高,使應用和發展受到限制。
另外,磺酸鹽型陰離子表面活性劑還有,凈洗劑LS(凈洗劑MA),化學名稱為對甲氧基脂肪醯胺基苯磺酸鈉,結構為 是一種有優良凈洗、發泡、對鈣皂分散能力好的表面活性劑,易溶於水,耐酸鹼和硬水,可作羊毛和蠶絲的洗滌劑。 介紹
硫酸是一種二元酸與醇類發生酯化反應時可以生成硫酸單酯和硫酸雙酯。硫酸單酯和鹼中和生成的鹽叫硫酸酯鹽。
ROH+HOSO2--OH===RO--SO2--OH+H2O
(醇) (硫酸) (硫酸單酯)
RO--S02—OH+NaOH=RO--SO2--ONa+H20
(硫酸酯鹽)
R0一S02—0Na一般寫成R—OSO3Na形式,有的書上寫成RSO4Na並簡稱為烷基硫酸酯鹽。它與磺酸鹽結構的區別在於硫酸酯鹽中的硫原子不與烴基中的碳原子直接相連。它們性質上的最大區別在於硫酸酯鹽在酸性條件下可以發生水解:
分類
硫酸酯鹽型陰離子表面活性劑主要有脂肪醇硫酸酯鹽(又稱伯烷基硫酸酯鹽)和仲烷基硫酸酯鹽兩類。
⑴脂肪醇硫酸(酯)鹽(FAS或AS) 脂肪醇硫酸鹽的通式為:ROS0-3M+,R為烷基,M+為鈉、鉀、銨、乙醇胺基等陽離子,又名伯烷基硫酸鹽,英文簡寫為FAS或AS①。
FAS是肥皂之後出現的最早陰離子表面活性劑,是由椰子油氫解生成的C12~C14脂肪醇與硫酸酯化並中和製得。它有合適的溶解性、泡沫性和去污性。大量應用於潔齒劑、香波、泡沫浴和化妝品中,也是輕垢、重垢洗滌劑、地毯清洗劑、硬表面清洗劑配方中的重要組分。』如月桂基硫酸鈉(C12H25OSO3Na),商品名為K12的洗滌劑在潔齒劑中有潤濕、起泡和洗滌的作用;而月桂基硫酸酯的重金屬鹽有殺滅真菌和細菌的作用;用牛脂和椰子油製成的鈉肥皂與烷基硫酸酯的鈉、鉀鹽配製成的富脂香皂泡沫豐富、細膩,還能防止皂鈣的生成;高碳脂肪醇硫酸鹽與兩性離子表面活性劑復配製成的塊狀洗滌劑有良好的研磨性和物理性能,並具有調理作用。
高碳脂肪醇硫酸鹽可用作工業清潔劑、柔軟平滑劑、紡織油劑組分、乳液聚合用乳化劑等。它們的銨鹽和三乙醇胺鹽用於香波和溶劑中。
商品名為陰離子洗滌劑ASEA的表面活性劑成分為脂肪醇硫酸酯單乙醇胺鹽,結構為 ROS03NHaCH2CH20H。
⑵仲烷基硫酸鹽(Teep01) 它是由。—烯烴與硫酸反應生成的仲烷基硫酸酯,經中和後得到的產品,通式為R廠CH—o—SOaN,,商品名為梯波爾(Teep01)。
與伯烷基硫酸(酯)鹽不同,其硫酸酯鹽部分一(O—SO3Na)是與烷基鏈上的仲碳原子相連,烷基鏈的碳原子數為10~18。
梯波爾(Teep01)與FAS相似,也是一種性能良好的表面活性劑,但由於結構上的差異,它的溶解性和潤濕性更好。因製成粉狀產品易吸潮結塊,一般製成液體或漿狀洗滌劑。
⑶脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯鹽(AES) 脂肪醇聚氧乙烯醚是一種非離.子表面活性劑,與硫酸酯化、中和得到硫酸酯鹽(AES)。實際上AES是非離子—陰離子型兩性混合表面活性劑,一般也將它歸在陰離子型硫酸酯鹽表面活性劑中。
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯鹽,簡稱醇醚硫酸鹽(AES)。由於它的溶解性能、抗硬水性能、
①AS可以是alk9nesul{。n9te,烷基磺酸鹽,也可以是alkancswlfatc伯烷基硫酸酯鹽的縮寫,此處為後者。起泡性;潤濕力均比脂肪醇硫酸鹽(AS)好且刺激性低,因此常作為AS的替代晶廣泛應用於香波、浴用品、剃須膏等盥洗衛生用品中,也是輕垢、重垢洗滌劑、地毯清洗劑、硬表面清洗劑的重要組分。
⑷脂肪酸衍生物的硫酸酯鹽 這類物質的通式為R一CXR'OSO-3M+ (X為氧原子、--N、-N、R',為烷基、亞烷基、羥烷基、烷氧基)。這類產品有良好的潤濕性和乳化性,通常用潤濕劑。如用硫酸處理含有羥基或不飽和鍵的油脂或脂肪酸酯,中和後得到的產品為油脂或脂肪酸酯的硫酸酯鹽。其中有代表性的是用蓖麻油酸化、中和得到的土耳其紅油(因適合做土耳其紅染料的勻染助劑而得名)。
⑸不飽和醇的硫酸酯鹽 當脂肪醇硫酸酯鹽結構中脂肪醇部分是含有雙鍵的不飽和醇時其性能有較大改變,如在低溫時仍呈透明狀,有較低表面張力和臨界膠束濃度,有良好的潤濕性能。其中油醇硫酸鹽[CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7一CH2OS3Na]是一種重要的不飽:和醇硫酸鹽,它的起泡力好、去污力強並有良好的乳化能力和良好的鈣皂分散力,是目前正在研製開發的新產品。 烷基磷酸酯鹽包括烷基磷酸單、雙酯鹽,也包括脂肪醇聚氧乙烯醚的磷酸單雙酯鹽和烷基酚聚氧乙烯醚的磷酸單、雙酯鹽。常見的是烷基磷酸單、雙酯鹽。
⑴烷基磷酸單、雙酯鹽(AP) 這是烷基醇與磷酸酯化、中和後的產物。磷酸是三元酸可與脂肪醇酯化生成單酯、雙酯與三酯。形成單酯、雙酯的產物中仍含有顯酸性的氫離子可與鹼中和生成鹽。生成的烷基磷酸單、雙酯鹽具有表面活性。
工業上從降低成本考慮,產物通常為單酯鹽和雙酯鹽的混合物。從性能上看,烷基磷酸單酯鹽的去污力差,烷基磷酸雙酯鹽稍好,其中又以二癸基磷酸雙酯鹽較好,但起泡性能差。由於具有降低纖維間靜摩擦系數的作用,因此在紡織工業上常用作化纖產品的抗靜電劑。
⑵醇醚、酚醚的磷酸酯鹽 這是非離子表面活性劑烷基醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚與磷酸發生酯化反應,經中和後得到的產物。
它們實際上是非離子—陰離子型兩性混合表面活性劑,但常歸之於陰離子表面活性劑中,由於含有聚氧乙烯鏈段,具有一些非離子表面活性劑的性質,因此與烷基磷酸酯鹽同類產品相比,去污、潤濕性能都有所改進。烷基醇聚氧乙烯醚磷酸酯鹽商品名為6503洗滌劑。 除上述四種陰離子表面活性劑外,還有其他的陰離子表面活性劑,如氨基酸鹽(R-CHNH2COO-)、酚鹽、烯醇鹽、酮基磺胺鹽([R-CO-N-SO2-R']-)及配位式陰離子鹽(如[ROCe(NO3)5]-)等。它們在不同的pH值下溶解度各有不同,陰離子表面活性劑在生產生活中發揮著很多作用。是生活中必不可少的一類物質。
5. 陰離子表面活性劑介紹及應用
我們都知道化學的奇妙之處,它能把身邊很多的物質通過實驗來改變自身很多特性,比如有些物質界面在添加一些表面活性劑後,我們可以發現該物質發生了很明顯的變化。今天我們的就來了解一下表面活性劑里其中一種-陰離子表面活性劑。
陰離子表面活性劑能使水中解離,而在解離後它表面的活性作用就會帶有負電荷,並具有表面活性。陰離子表面活性劑通過其中的化學結構區分主要有四種,分別是硫酸酯鹽、磷酸酯鹽、羧酸鹽和磺酸鹽。陰離子表面活性劑在我們生活中是很常見的,我們洗刷時用的洗滌劑能夠去污作用就是在其中添加了陰離子表面活性劑,還有起泡劑的發泡效果和乳化劑。分散劑等些,它們其中的分散和乳化作用都是活性劑的添加。
陰離子表面活性劑很廣泛的被運用起來,在一些廢水清理站廠,就會運用到陰離子表面活性劑的陰離子聚丙烯醯胺,它可以放在工業廢水中使一些廢渣絮凝沉澱,就是使用活性劑里的基團吸附水裡漂浮的固體粒子,使粒子集聚起來,然後促使集聚物沉澱並加快水溶液的澄清效果,從而使廢水變活水,這樣工業廢水經過沉澱處理可安全排除或是重新利用。在一些電鍍廠廢水和洗煤廢水等污水處理上都得到很好的使用和明顯的效果。我們飲喝的水也會通過這樣澄清和凈化過程。
在農業方面也會用到陰離子表面活性劑,通過與表面活性劑加工過的農葯製成的農業用劑,經過用水混合在農田上噴灑使用,不僅可以更好的促進葯性對植物的滲透提高葯效利用率,同時還一方面降低農葯的製作成本和對種植土壤的改良有了很好的提升。
我們清潔劑方面也有陰離子表面活性劑作為成分的添加,在經過開發研究後,一些人體膚面能接觸的活性劑也相繼出現,如我們生活使用的沐浴露、洗面奶等一些洗滌的用品,表面活性劑的個別物質通過調節後,使它的的柔和度和濕潤度適合人體膚質的使用。同時在添加使用後對於原本的效果更是有了明顯的提升,如活性劑的磷酸月桂酯鈉鹽製成的洗發水對頭發不僅有很好的軟化效果,同時還可以防止頭發頭皮的生長。
6. 電鍍廢水特點
電鍍廢水的成分非常復雜,除含氰(CN-)廢水和酸鹼廢水外,重金屬廢水是電鍍業潛在危害性極大的廢水類別。根據重金屬廢水中所含重金屬元素進行分類,一般可以分為含鉻(Cr)廢水、含鎳(Ni)廢水、含鎘(Cd)廢水、含銅(Cu)廢水、含鋅(Zn)廢水、含金(Au)廢水、含銀(Ag)廢水等。
一般情況水的酸性強 也有少量呈鹼性的 其中重金屬含量隨表面活性劑、光亮劑、以及生產工藝的不同而變化。
通常鍍貴重金屬的廠家都做金屬回收,水也做了中水回用
鍍塑料的一般重金屬含量比較低是一種水
鍍金屬的要看加工的物品和數量
但通常電鍍水中鉻含量都比較高
至於處理方法有下面幾種,主要是根據成本和出水要求而定方法
化學沉澱
化學沉澱法是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變為不溶於水的重金屬化合物的方法,包括中和沉法和硫化物沉澱法等。
中和沉澱法
在含重金屬的廢水中加入鹼進行中和反應,使重金屬生成不溶於水的氫氧化物沉澱形式加以分離。中和沉澱法操作簡單,是常用的處理廢水方法。實踐證明在操作中需要注意以下幾點[1]:(1)中和沉澱後,廢水中若pH值高,需要中和處理後才可排放;(2)廢水中常常有多種重金屬共存,當廢水中含有Zn、Pb、Sn、Al等兩性金屬時,pH值偏高,可能有再溶解傾向,因此要嚴格控制pH值,實行分段沉澱;(3)廢水中有些陰離子如:鹵素、氰根、腐植質等有可能與重金屬形成絡合物,因此要在中和之前需經過預處理;(4)有些顆粒小,不易沉澱,則需加入絮凝劑輔助沉澱生成。
硫化物沉澱法
加入硫化物沉澱劑使廢水中重金屬離子生成硫化物沉澱除去的方法。與中和沉澱法相比,硫化物沉澱法的優點是:重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低,而且反應的pH值在7—9之間,處理後的廢水一般不用中和。硫化物沉澱法的缺點是[2]:硫化物沉澱物顆粒小,易形成膠體;硫化物沉澱劑本身在水中殘留,遇酸生成硫化氫氣體,產生二次污染。為了防止二次污染問題,英國學者研究出了改進的硫化物沉澱法,即在需處理的廢水中有選擇性的加入硫化物離子和另一重金屬離子(該重金屬的硫化物離子平衡濃度比需要除去的重金屬污染物質的硫化物的平衡濃度高)。由於加進去的重金屬的硫化物比廢水中的重金屬的硫化物更易溶解,這樣廢水中原有的重金屬離子就比添加進去的重金屬離子先分離出來,同時防止有害氣體硫化氫生成和硫化物離子殘留問題。
螯合沉澱法
加入螯合沉澱劑(如DTCR)使其發生螯合沉澱。該方法有出水穩定達標效果好,適用條件廣,無二次污染,污泥含水率低,污泥便於回收,同時設備要求簡單,實施方便等特點。缺點在於價格偏高。
氧化還原處理
化學還原法
電鍍廢水中的Cr主要以Cr6+離子形態存在,因此向廢水中投加還原劑將Cr6+還原成微毒的Cr3+後,投加石灰或NaOH產生Cr(OH)3沉澱分離去除。化學還原法治理電鍍廢水是最早應用的治理技術之一,在我國有著廣泛的應用,其治理原理簡單、操作易於掌握、能承受大水量和高濃度廢水沖擊。根據投加還原劑的不同,可分為FeSO4法、NaHSO3法、鐵屑法、SO2法等。
應用化學還原法處理含Cr廢水,鹼化時一般用石灰,但廢渣多;用NaOH或Na2CO3,則污泥少,但葯劑費用高,處理成本大,這是化學還原法的缺點。
鐵氧體法
鐵氧體技術是根據生產鐵氧體的原理發展起來的。在含Cr廢水中加入過量的FeSO4,使Cr6+還原成Cr3+, Fe2+氧化成Fe3+,調節pH值至8左右,使Fe離子和Cr離子產生氫氧化物沉澱。通入空氣攪拌並加入氫氧化物不斷反應,形成鉻鐵氧體。其典型工藝有間歇式和連續式。鐵氧體法形成的污泥化學穩定性高,易於固液分離和脫水。鐵氧體法除能處理含Cr廢水外,特別適用於含重金屬離子的電鍍混合廢水。我國應用鐵氧體法已經有幾十年歷史,處理後的廢水能達到排放標准,在國內電鍍工業中應用較多。
鐵氧體法具有設備簡單、投資少、操作簡便、不產生二次污染等優點。但在形成鐵氧體過程中需要加熱(約70oC),能耗較高,處理後鹽度高,而且有不能處理含Hg和絡合物廢水的缺點。
電解法
電解法處理含Cr廢水在我國已經有二十多年的歷史,具有去除率高、無二次污染、所沉澱的重金屬可回收利用等優點。大約有30多種廢水溶液中的金屬離子可進行電沉積。電解法是一種比較成熟的處理技術,能減少污泥的生成量,且能回收Cu、Ag、Cd等金屬,已應用於廢水的治理。不過電解法成本比較高,一般經濃縮後再電解經濟效益較好。
近年來,電解法迅速發展,並對鐵屑內電解進行了深入研究,利用鐵屑內電解原理研製的動態廢水處理裝置對重金屬離子有很好的去除效果。
另外,高壓脈沖電凝系統(High Voltage Electrocagulation System)為當今世界新一代電化學水處理設備,對表面處理、塗裝廢水以及電鍍混合廢水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有顯著的治理效果。高壓脈沖電凝法比傳統電解法電流效率提高20%—30%;電解時間縮短30%—40%;節省電能達到30%—40%;污泥產生量少;對重金屬去除率可達96%一99%[3]。
溶劑萃取分離
溶劑萃取法[4]是分離和凈化物質常用的方法。由於液一液接觸,可連續操作,分離效果較好。使用這種方法時,要選擇有較高選擇性的萃取劑,廢水中重金屬一般以陽離子或陰離子形式存在,例如在酸性條件下,與萃取劑發生絡合反應,從水相被萃取到有機相,然後在鹼性條件下被反萃取到水相,使溶劑再生以循環利用。這就要求在萃取操作時注意選擇水相酸度。盡管萃取法有較大優越性,然而溶劑在萃取過程中的流失和再生過程中能源消耗大,使這種方法存在一定局限性,應用受到很大的限制。
吸附法
吸附法是利用吸附劑的獨特結構去除重金屬離子的一種有效方法。利用吸附法處理電鍍重金屬廢水的吸附劑有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖樹脂等。活性炭裝備簡單,在廢水治理中應用廣泛,但活性炭再生效率低,處理水質很難達到回用要求,一般用於電鍍廢水的預處理。腐植酸類物質是比較廉價的吸附劑,把腐植酸做成腐植酸樹脂用以處理含Cr、含Ni廢水已有成功經驗。有相關研究表明,殼聚糖及其衍生物是重金屬離子的良好吸附劑,殼聚糖樹脂交聯後,可重復使用10次,吸附容量沒有明顯降低[5]。利用改性的海泡石治理重金屬廢水對Pb2+、Hg2+、Cd2+有很好的吸附能力,處理後廢水中重金屬含量顯著低於污水綜合排放標准。另有文獻報道蒙脫石也是一種性能良好的粘土礦物吸附劑,鋁鋯柱撐蒙脫石在酸性條件下對Cr 6+的去除率達到99%,出水中Cr 6+含量低於國家排放標准,具有實際應用前暑[6]。
膜分離技術
膜分離法是利用高分子所具有的選擇性來進行物質分離的技術,包括電滲析、反滲透、膜萃取、超過濾等。用電滲析法處理電鍍工業廢水,處理後廢水組成不變,有利於回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金屬離子廢水都適宜用電滲析處理,已有成套設備。反滲透法已大規模用於鍍Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金屬廢水處理。採用反滲透法處理電鍍廢水,已處理水可以回用,實現閉路循環。液膜法治理電鍍廢水的研究報道很多,有些領域液膜法已由基礎理論研究進入到初步工業應用階段,如我國和奧地利均用乳狀液膜技術處理含Zn廢水,此外也應用於鍍Au廢液處理中[7]。膜萃取技術是一種高效、無二次污染的分離技術,該項技術在金屬萃取方面有很大進展。
離子交換處理法
離子交換處理法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質的方法,應用的離子交換劑有離子交換樹脂、沸石等等,離子交換樹脂有凝膠型和大孔型。前者有選擇性,後者製造復雜、成本高、再生劑耗量大,因而在應用上受到很大限制。離子交換是靠交換劑自身所帶的能自由移動的離子與被處理的溶液中的離子通過離子交換來實現的。推動離子交換的動力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和能力,多數情況下離子是先被吸附,再被交換,離子交換劑具有吸附、交換雙重作用。這種材料的應用越來越多,如膨潤土[11],它是以蒙脫石為主要成分的粘土,具有吸水膨脹性好、比表面積大、較強的吸附能力和離子交換能力,若經改良後其吸附及離子交換的能力更強。但是卻較難再生,天然沸石在對重金屬廢水的處理方面比膨潤土具有更大的優點:沸石[9]是含網架結構的鋁硅酸鹽礦物,其內部多孔,比表面積大,具有獨特的吸附和離子交換能力。研究表明[10],沸石從廢水中去除重金屬離子的機理,多數情況下是吸附和離子交換雙重作用,隨流速增加,離子交換將取代吸附作用佔主要地位。若用NaCl對天然沸石進行預處理可提高吸附和離子交換能力。通過吸附和離子交換再生過程,廢水中重金屬離子濃度可濃縮提高30倍。沸石去除銅,在NaCl再生過程中,去除率達97%以上,可多次吸附交換,再生循環,而且對銅的去除率並不降低。
生物處理技術
由於傳統治理方法有成本高、操作復雜、對於大流量低濃度的有害污染難處理等缺點,經過多年的探索和研究,生物治理技術日益受到人們的重視。隨著耐重金屬毒性微生物的研究進展,採用生物技術處理電鍍重金屬廢水呈現蓬勃發展勢頭,根據生物去除重金屬離子的機理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法以及植物修復法。
生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉澱的一種除污方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產生並分泌到細胞外,具有絮凝活性的代謝物。一般由多糖、蛋白質、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質構成,分子中含有多種官能團,能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉澱。至目前為止,對重金屬有絮凝作用的約有十幾個品種,生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩定的鰲合物而沉澱下來。應用微生物絮凝法處理廢水安全方便無毒、不產生二次污染、絮凝效果好,且生長快、易於實現工業化等特點。此外,微生物可以通過遺傳工程、馴化或構造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有廣闊的應用前景。
生物吸附法
生物吸附法是利用生物體本身的化學結構及成分特性來吸附溶於水中的金屬離子,再通過固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子的方法。利用胞外聚合物分離金屬離子,有些細菌在生長過程中釋放的蛋白質,能使溶液中可溶性的重金屬離子轉化為沉澱物而去除。生物吸附劑具有來源廣、價格低、吸附能力強、易於分離回收重金屬等特點,已經被廣泛應用。
生物化學法
生物化學法指通過微生物處理含重金屬廢水,將可溶性離子轉化為不溶性化合物而去除。硫酸鹽生物還原法是一種典型生物化學法。該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過異化的硫酸鹽還原作用,將硫酸鹽還原成H2S,廢水中的重金屬離子可以和所產生的H2S反應生成溶解度很低的金屬硫化物沉澱而被去除,同時H2SO4的還原作用可將SO42-轉化為S2-而使廢水的pH值升高。因許多重金屬離子氫氧化物的離子積很小而沉澱。有關研究表明,生物化學法處理含Cr 6+濃度為30—40mg/L的廢水去除率可達99.67%—99.97%[11]。有人還利用家畜糞便厭氧消化污泥進行礦山酸性廢水重金屬離子的處理,結果表明該方法能有效去除廢水中的重金屬。趙曉紅等人[12]用脫硫腸桿菌(SRV)去除電鍍廢水中的銅離子,在銅質量濃度為246.8 mg/L的溶液,當pH為4.0時,去除率達99.12%。
希望能幫你!~