1 前 言
含镉废水的处理工艺及方法有很多种, 车荣睿[ 1 ]综述了离子交换法治理含镉废水的原理、工艺条件和过程, 方云如[ 2 ]研究了含镉废水的铁氧体处理法, 郑礼胜[ 3, 4 ]进行了用矿渣、沸石处理含镉废水的探索性试验, 张红波[ 5 ]开展了石墨流态化电极法处理酸性含镉废水的研究, 戴汉光[ 5 ]采用了微孔过滤法处理含镉废水, 张玉梅[ 6 ]通过对含镉废水处理工艺的试验研究, 得出了硫化物2聚合硫酸沉淀法除镉效果较好的结论。本文则针对华丰电器集团有限责任公司电镀分厂现行用氢氧化钠沉淀法除镉效果不太好, 条件控制不好就易超标的现象, 结合企业目前的实际情况, 进行了用磷酸钠沉淀法、硫化钠沉淀法以及氢氧化钠沉淀法的对比处理工艺试验, 结果表明磷酸钠沉淀法除镉效果优势明显, 值得企业借鉴推广。
2 实验部分
211 原 理
根据容度积常数KSP 值的大小可知, KSP 值越小, 说明处于游离状态离子的浓度就越小, 即沉淀效果就越好, 而KSP {Cd (OH ) 2 } = 215 × 10213, KSP{CdS}= 810×10227 , KSP {Cd3 (PO 4 ) 2}= 316×10232,从理论上讲磷酸镉的沉淀效果最好, 硫化镉的沉淀效果次之, 氢氧化镉沉淀的效果最差。
212 样品、试剂、仪器
样品取自于华丰电器集团有限责任公司电镀分厂的镀镉废水, 样品在两个排放口取得, 样品A 主要含Cd2+ 、Cr6+ , pH 值约为6, 样品B 主要含Cd2+ 、CN2, pH 值约为9。
试剂: 氢氧化钠、磷酸钠、硫化钠、漂白粉、硫酸亚铁、分析镉、铬及氰根所需试剂。仪器: 原子吸收分光光度计、滴定管。
213 实验废水的分析和处理
21311 实验废水的分析
按文献[ 7～ 9 ]的方法, 分析处理前和处理后废水中的镉、六价铬、氰根的含量。分析中值得注意的是样品B 中镉的含量较高, 须对样品B 进行稀释处理后, 才能用原子吸收分光光度计进行测定, 否则,检测的结果不准确。
21312 实验废水的处理
1) 实验废水A 样品Cr6+ 的处理 取A 样品500 mL 于烧杯中, 加入硫酸亚铁, 硫酸亚铁的量可以根据指示剂颜色的变化而定, 利用铬酐试剂检验六价铬的还原情况, 取的水样加入铬酐试剂不变红为准。样品A 在处理前用硫酸调节pH 值, 使之小于5。
2) 实验废水B 样品CN2的处理 取B 样品500mL 于烧杯中, 处理前先调节pH 值大于10, 并加入漂白粉, 搅拌10 m in, 用量根据指示剂颜色的变化而定, 检验废水中氰的还原情况, 取的水样以加入指示剂变蓝黑为准。
3) 实验废水A、B 样品Cd2+ 处理 对除Cr6+ 和CN2处理后的A、B 样品分两种情况进行除Cd2+ 处理:a1 对A、B 样品分别用氢氧化钠、磷酸钠、硫化钠进行处理;b1A、B 样品等量混合后再分别用氢氧化钠、磷酸钠、硫化钠进行处理。
214 实验废水的处理结果
实验废水处理结果的数据载于表1～ 3。
3 结果与讨论
根据上述实验结果数据可知, 三种处理方式以N a3PO 4 沉淀法除Cd2+ 效果最好, 无论是单独对A样品还是对B 样品, 或是对A、B 混合样品的处理,其处理效果都低于国家排放标准, 而目前工厂所采用的N aOH 处理法基本上也能达到国家排放标准,但其处理效果与国家排放标准很接近, 控制不好就容易超标, 这正是工厂在实际生产中常出现镉废水超标的原因所在。N a2S 处理法则表现出处理结果的不确定性和不稳定性, 从原理上讲N a2S 处理法应比N aOH 处理法效果更好, 这从其对B 样品的处理结果也得以证明。然而, 从其对A 样品和A、B 混合样品的处理结果来看, 其处理效果比N aOH 处理法的效果要差。分析其原因, 笔者认为主要有二: 一是在pH 值较低的条件下, 反应过程要产生H2S 气体,使反应得不到很好的控制; 二是用硫酸亚铁对Cr6+的处理过程中, 溶液中的Fe2+ 与S22反应生成FeS 沉淀。因此, 要改善N a2S 处理法的效果, 就要严格控制溶液的pH 值和处理Cr6+ 时加入的硫酸亚铁的量。
4 结 论
通过对比实验可知, 在一定条件下,N a3PO 4 作为一种化学试剂对电镀废水中的镉离子有很好的处理效果, 结合郑礼胜[ 3, 4 ]用矿渣、沸石处理含镉废水的探索性试验, 笔者认为可以用磷矿石来代替N a3PO 4 对电镀废水中重金属镉离子的处理, 以降低处理成本。此外, 处理产生的磷酸镉是一种很好的建筑材料, 可使废渣得到二次利用。因此, 磷酸盐化学沉淀法处理含镉废水值得进一步探索和研究。
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