實驗室廢水中重金屬離子的無害化處理

王煥英

(河北衡水學院應用化學系，河北 衡水 053000)

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實驗室廢水中重金屬離子的無害化處理

王煥英

(河北衡水學院應用化學系，河北 衡水 053000)

摘要：重金屬離子是一種永久性的污染物，對于實驗室重金屬廢水，必須進行適當的處理，使之達到排放標準。本文根據實驗室廢水的水質、水量等情況進行方案設計。用離子交換法富集回收實驗室廢水中重金屬離子， 同時確定了實驗室條件下的最佳運行參數.

關鍵詞：重金屬離子；廢水；離子交換法

前言

重金屬主要指汞(Hg)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鉻(Cr)、鋅(Zn)等，它們以不同的形態存在于環境之中，并在環境中遷移、積累。重金屬在食物鏈中的過量富集會對自然環境和人體健康造成很大的危害。有效處理水體中過量的重金屬，能夠有效降低食物鏈中各種動植物體內重金屬的含量，減輕對人類的危害。

化學實驗室在做實驗過程中不可避免要向環境中排放重金屬離子，所以重金屬離子的無害化處理已是化學工作者迫在眉睫要解決的問題。

重金屬離子的處理方法有沉淀法、離子交換法、原子熒光光度法、原子吸收光譜法、高效液相色譜法、電化學法等。本實驗采用離子交換法處理實驗室廢液中的重金屬離子。

1實驗原理

離子交換法是靠交換劑本身帶的能自由移動的離子與被處理的溶液中的離子通過擴散來實現。推動離子交換的動力是離子間的交換劑上的功能基對離子的親和能力和濃度差。

2實驗過程

分別配制濃度為15mg/L、35mg/L的 Pb2+、Zn2+,用10%NaOH調溶液PH值至適合離子交換樹脂運行范圍內。

實驗選用的樹脂是強酸性陽離子樹脂，新的樹脂內一般含有大量雜質需通過預處理才能使用。首先，取適量樹脂，用60～65℃熱水反復清洗，然后裝入柱內，用500mL1mol/LHCl溶液緩緩流過樹脂，用蒸餾水沖洗至PH為5，再用500 mL1mol/LNaOH緩緩流過樹脂，用蒸餾水沖洗至pH為6。

將預配液用泵打入離子交換柱，控制流速，離子交換完成后檢測離子的濃度。

雙硫腙與金屬離子形成絡合物溶解于氯仿等有機溶劑中，在一定的pH值下，雙硫腙能夠跟不同的金屬離子反應呈現出不同的顏色，在加入掩蔽劑和其他消除干擾的試劑后，調節pH=8.5～9.0，鉛離子可與雙硫腙形成雙硫腙鉛，雙硫腙鉛可被三氯甲烷萃取出來，在510nm進行測定。PH=4.0～5.5時鋅離子與雙硫腙形成紅色螯合物。可用四氯化碳萃取出來，在535nm時測定。雙硫腙可與周期表中20多種金屬反應，所以需事先排除干擾離子，否則會影響測定結果。

3實驗結果與討論

不同濃度Zn2+與吸光度對應關系表。

不同濃度Pb2+與吸光度對應關系表

Pb2+濃度/mg·l-11.003.005.007.009.00吸光度/A0.110.200.380.450.49

分別做吸光度與Zn2+、Pb2+的關系曲線(標準曲線)，從標準曲線上可以查得廢水處理后的Zn2+、Pb2+濃度分別為0.39mg·l-1、0.24mg·l-1。

3.1處理時間對重金屬離子去除效果的影響

時間/min510204060100Zn2+濃度/mg·l-142.4114.757.250.750.230.23Pb2+濃度/mg·l-17.114.222.540.630.230.23

結果表明：處理時間控制在40min以內時，Zn2+和Pb2+的濃度隨時間的增加而降低，這可能是因為處理時間較短，水中的一部分重金屬離子沒來得及擴散到樹脂中的有效交換位置跟樹脂的活動離子發生離子交換反應，就隨著水流出離子交換柱，導致流出液中的重金屬離子濃度較高。當處理時間大于40min，重金屬離子與樹脂的活動離子充分發生離子交換反應，使流出液中重金屬離子的濃度達到穩定，且效果最好。

3.2PH對重金屬離子去除效果的影響

PH值23456Zn2+濃度/mg·l-10.220.250.240.260.26Pb2+濃度/mg·l-10.240.240.270.240.26

結果表明：PH值變化對樹脂置換吸附Zn2+和Pb2+的能力影響不大，為了節省實驗成本以及保護環境，PH值選6最合適。

4結論

由于處理水質的特殊性決定了離子交換樹脂法的特殊性。實驗用的樹脂是強酸性陽離子樹脂，廢液處理前鋅離子濃度為30mg·l-1，鉛離子濃度為10mg·l-1，廢水的PH值為6，實驗室中重金屬離子Pb2+、Zn2+測定最佳控制條件為：時間40min，PH=6時，處理后鋅離子濃度為0.39mg·l-1，鉛離子濃度為0.24mg·l-1。處理時間根據實驗結果可以確定40min為最佳時間，同時使用離子交換柱的次數也會影響去除重金屬離子的效果和實驗結果。

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中圖分類號:X703

文獻標志碼：A

文章編號：1671-1602(2016)02-0019-01