1、隨著工業(yè)的發(fā)展，重金屬污染和難降解有機(jī)污染成為環(huán)境領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。絡(luò)合重金屬既存在重金屬污染又存在有機(jī)污染和電解質(zhì)污染，因而給環(huán)境治理及污水回用與資源化帶來(lái)了極大挑戰(zhàn)。目前，絡(luò)合重金屬?gòu)U水處理方法主要包括化學(xué)沉淀法、膜分離法、離子交換法、吸附法和催化氧化法等。這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，其中化學(xué)沉淀法成本低，操作簡(jiǎn)單但對(duì)絡(luò)合重金屬處理效果不佳；反滲透和納濾能夠有效去除電解質(zhì)，但對(duì)進(jìn)水要求較高；催化氧化法對(duì)難降解有機(jī)物處理效果好但不能降解重

2、金屬。尋求更加經(jīng)濟(jì)實(shí)用的絡(luò)合重金屬?gòu)U水深度處理和回用的方法，減少重金屬在環(huán)境中的積累和工業(yè)水耗，以滿(mǎn)足人們的健康需求和日益嚴(yán)格的環(huán)保要求迫在眉睫。 根據(jù)目前絡(luò)合重金廢水深度處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，任何單一技術(shù)都難以使其處理到回用的深度，本論文提出了處理絡(luò)合銅廢水的置換沉淀法及其技術(shù)機(jī)理。以此為基礎(chǔ)，本論文研究了不同單元技術(shù)的優(yōu)化組合對(duì)絡(luò)合重金屬的去除效率和機(jī)理，它們包括置換沉淀—膜分離，膜分離—置換沉淀，膜分離—多相Fenton—l

3、ike催化氧化-沉淀三種方法。具體研究工作和成果如下： (1)研究了處理CuEDTA廢水的亞鐵置換沉淀法，提出了銅被亞鐵置換沉淀去除技術(shù)的機(jī)理， 4Fe2++ O2+2H2O=4Fe3++4OH—(1) Fe3++ CuEDTA()[Fe(Ⅲ)EDTA]—+Cu2+(2) Fe(Ⅲ)EDTA+3OH—()Fe(OH)3↓+EDTA3-(3) EDTA+Fe2+()[Fe(Ⅱ)EDTA]2+(

4、4) Cu2++2OH—()Cu(OH)2↓(藍(lán)色)(5) Fe2++2OH—()Fe(OH)2↓(6) 探討了亞鐵置換沉淀和膜分離組合工藝深度處理絡(luò)合重金屬?gòu)U水的效果。研究結(jié)果表明當(dāng)用于處理含CuEDTA廢水時(shí)，置換階段溶液的pH值應(yīng)在4以下而沉淀階段溶液pH值應(yīng)在8-12之間，F(xiàn)e2+/Cu2+摩爾比應(yīng)在12以上。當(dāng)在敞口反應(yīng)器中進(jìn)行時(shí)，F(xiàn)e2+易被空氣中的O2氧化而失效。亞鐵置換沉淀后的上清液對(duì)膜的污染

5、非常嚴(yán)重。當(dāng)對(duì)含銅2mg/L的CuEDTA廢水在0.05MPa壓力下用超濾作預(yù)處理，可將銅去除5％左右，然后用反滲透在1.20MPa壓力下濃縮，銅去除率可以達(dá)到99.40％，濃縮液中的銅用亞鐵置換沉淀法可降至0.32mg/L。 (2)研究了處理CuEDTA廢水的鈣置換沉淀法，提出了銅被置換沉淀去除的技術(shù)機(jī)理和理論模型：探討了鈣置換沉淀—膜分離深度處理絡(luò)合重金屬?gòu)U水的新工藝，發(fā)現(xiàn)鈣離子在pH>10.0時(shí)能夠?qū)~離子從CuEDTA溶

6、液中置換沉淀去除。當(dāng)溶液pH為12，鈣離子投量為銅含量的4倍時(shí)，濾液中的銅離子濃度可以從25mg/L降到0.21mg/L，去除率為99.16％。同等條件下，pH為13時(shí)，銅離子濃度可以降到0.079mg/L，去除率為99.68％。此實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論模型的計(jì)算值基本吻合。采用鈣離子置換沉淀—超濾技術(shù)處理含CuEDTA廢水時(shí)，pH值應(yīng)控制在12-13之間，Ca2+/Cu2+摩爾比應(yīng)為2以上?？諝庵械腃O2和溶液中的共存離子，如SO42-對(duì)置換

7、沉淀有負(fù)面影響，然而可以通過(guò)向溶液中投加PAM或增加鈣離子投量的方法得以消除。超濾的最佳跨膜壓力為0.35MPa。對(duì)其他絡(luò)合銅廢水，如酒石酸銅、檸檬酸銅等，鈣置換沉淀法和亞鐵置換沉淀法同樣具有良好的除銅效果。與亞鐵置換沉淀相比較，鈣置換沉淀具有沉渣少，成本低，可操作性強(qiáng)的特點(diǎn)。用鈣離子置換沉淀—超濾技術(shù)處理CuEDTA廢水時(shí)除銅效果顯著但超濾膜污染嚴(yán)重。 (3)研究了反滲透—置換沉淀組合新工藝，并將其應(yīng)用于CuEDTA廢水的處理

8、中。研究結(jié)果表明，反滲透不僅能夠有效地去除可溶性無(wú)機(jī)鹽，降低溶液的電導(dǎo)率，也能有效攔截CuEDTA絡(luò)合離子。在操作壓力為1.20MPa，體積濃縮比為9.92的條件下，可將CuEDTA廢水中的銅濃度由2mg/L降低至0.012mg/L，電導(dǎo)率降至4μs/cm。濃縮液中的銅可用鈣置換沉淀法降至0.031mg/L。對(duì)其他絡(luò)合銅廢水反滲透濃縮液，如酒石酸銅、檸檬酸銅等廢水，鈣置換沉淀法和亞鐵置換沉淀法同樣具有良好的除銅效果。但置換沉淀后EDTA

9、仍殘留在廢水中，不能有效去除，因此該方法只適合低濃度絡(luò)合重金屬?gòu)U水的深度處理與回用。 (4)為了同時(shí)去除絡(luò)合重金屬?gòu)U水的反滲透濃縮液中的有機(jī)配體和銅離子，研究了多相Fenton—like催化氧化—沉淀工藝。將該工藝應(yīng)用于CuEDTA廢水處理時(shí)，發(fā)現(xiàn)CuEDTA廢水具有Fenton—like自催化作用。在無(wú)鐵催化劑存在的情況下，僅加入H2O2，在30min內(nèi)就能使CuEDTA廢水的COD去除率達(dá)到55.6％。當(dāng)使用我們自行研制的H