實驗室重金屬廢水的排放與回收
1、排放
排放是較(jiao)(jiao)為方(fang)便(bian)的(de)處理(li)方(fang)式。優點(dian)是操(cao)作簡單,設備以及條件要求不高,故經濟性較(jiao)(jiao)好。相應的(de)缺點(dian)在于,雖然可以很大程度上減少污染,但(dan)無法完全消除。
以(yi)(yi)鉻(VI)為(wei)(wei)例,前一部分已經說明淤(yu)泥(ni)(ni)處(chu)理(li)(li)重(zhong)(zhong)鉻酸鉀(jia)污(wu)染的(de)可行性。據我們統計,浦口校區大(da)一實(shi)驗(yan)共計600人(ren)左(zuo)右(you),使用后(hou)排放(fang)的(de)洗(xi)液以(yi)(yi)及(ji)滴定劑共含有2~2.5千克重(zhong)(zhong)鉻酸鉀(jia)。按(an)照(zhao)實(shi)驗(yan)結果的(de)標(biao)準(zhun),8克泥(ni)(ni)土(tu)可以(yi)(yi)處(chu)理(li)(li)含約10~20毫克重(zhong)(zhong)鉻酸鉀(jia)的(de)廢(fei)水,一年(nian)的(de)泥(ni)(ni)土(tu)需求(qiu)量(liang)(liang)將在(zai)2~2.5噸(約1~2立方米)之間。為(wei)(wei)此,可以(yi)(yi)建(jian)設小(xiao)規(gui)模的(de)處(chu)理(li)(li)池,首(shou)先(xian)收集重(zhong)(zhong)鉻酸鉀(jia)廢(fei)液,貯于池中(zhong),再投入足量(liang)(liang)的(de)淤(yu)泥(ni)(ni)(由實(shi)驗(yan)數據可見(jian),為(wei)(wei)保證效果,且(qie)鑒于淤(yu)泥(ni)(ni)易(yi)于獲得(de),應予過量(liang)(liang)投放(fang))。加入適量(liang)(liang)硫酸酸化,再放(fang)置(zhi)一定時間(由于一學年(nian)的(de)廢(fei)水可以(yi)(yi)同時處(chu)理(li)(li),故處(chu)理(li)(li)時間十分充裕,可以(yi)(yi)在(zai)長期放(fang)置(zhi)的(de)情況下使之完全反應)。
基于另一實驗事實,即處(chu)理效果(guo)與初(chu)始濃(nong)度(du)正(zheng)相關,鉻濃(nong)度(du)越高,相同質量的淤(yu)泥對(dui)其(qi)處(chu)理效果(guo)就相對(dui)越好。為(wei)此,我們在實際處(chu)理中可以(yi)不(bu)對(dui)廢水進行如實驗般的稀釋,而可以(yi)采取多級處(chu)理的方(fang)案,逐(zhu)步降低(di)廢水中鉻濃(nong)度(du),以(yi)取得佳的效果(guo)。
關于使用硫酸(suan)可能造成成本(ben)過高的(de)問題(ti),我們認為,由于鉻(ge)(VI)在酸(suan)性(xing)條(tiao)件下方顯(xian)強氧化(hua)性(xing),故任何以化(hua)學處理(還原方式(shi))為主的(de)處理方法(fa)都有一定的(de)耗酸(suan)量,所以這方面的(de)成本(ben)是難以避免的(de)。
另(ling)一相關問題在于此法(fa)實施(shi)以后產(chan)生的(de)含鉻(ge)泥土如何處(chu)理。此種泥土含有(you)較多(duo)的(de)鉻(ge)。大部分鉻(ge)(VI)已被還(huan)原,故毒性已大大降低,污(wu)泥的(de)總(zong)量大概二至三噸(dun)。由于其為固體形態,量又不大,便于集中(zhong)和運輸,可以直(zhi)接(jie)交(jiao)由南京的(de)專業(ye)污(wu)染物處(chu)理點進(jin)一步處(chu)理。
2、回收
以實(shi)驗室現有的條(tiao)件,較簡便(bian)的金屬(shu)回收方(fang)法是將金屬(shu)離(li)子以氫氧化物的形式(shi)沉淀分離(li)。這就要(yao)求(qiu)與上(shang)述(shu)淤泥(ni)處理完全不同(tong)的方(fang)法。
首先(xian)考察各種金屬離子的排放(fang)形式:鉻(重(zhong)鉻酸(suan)(suan)鉀,硫酸(suan)(suan)鉻);汞(氯化汞,氯化亞(ya)汞);鉛(qian)(EDTA合(he)鉛(qian)(II));銅(tong)(EDTA合(he)銅(tong),硫酸(suan)(suan)銅(tong)),等等。其中,氯化汞和(he)硫酸(suan)(suan)鉻屬于共同排放(fang)。
通過計算得知,每(mei)年實驗中排放氯化汞(重鉻酸鉀法測(ce)鐵)約0.5千克,排放鉛離子(錫青銅中鉛錫的測(ce)定(ding))1~2千克,數量也相當可觀(guan)。
總體(ti)的處理思路是,對于(yu)高(gao)價陰離(li)(li)子(zi)(zi),先(xian)(xian)將(jiang)其還(huan)原為低(di)價陽離(li)(li)子(zi)(zi);而對EDTA配離(li)(li)子(zi)(zi)則可(ke)先(xian)(xian)行(xing)置(zhi)換。為此我們(men)考慮以硫酸亞(ya)鐵(tie)胺為還(huan)原劑——在大一上期的化學制備實驗(yan)中,產生(sheng)了大量的硫酸亞(ya)鐵(tie)胺。由于(yu)純度的原因(yin)用途(tu)十(shi)分(fen)有限。因(yin)此可(ke)以用來(lai)還(huan)原重(zhong)鉻(ge)酸鉀(jia)。還(huan)原后(hou)的溶液中含有鐵(tie)(III)及鉻(ge)(III)離(li)(li)子(zi)(zi)。從它們(men)氫氧(yang)化物(wu)的溶度積可(ke)以知(zhi)道,鐵(tie)(III)及鉻(ge)(III)離(li)(li)子(zi)(zi)的沉淀條件(jian)分(fen)別是PH=3~4以及PH=8~9,因(yin)此可(ke)以使(shi)用廉價的石(shi)灰調整PH值,先(xian)(xian)將(jiang)高(gao)鐵(tie)沉淀分(fen)離(li)(li)(待作他用),再將(jiang)鉻(ge)(III)沉淀回收。
由此產生的氫氧化鐵以鹽酸溶解后,可以用于置換EDTA合鉛、銅中的鉛和銅。這里,EDTA合鐵(III)的穩定常數是EDTA金屬配合物里最高的,所以置換可以完成。

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