重金属螯合剂对水体中重金属离子的去除性能研究
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Key words： Heavy metal chelating agent, simulation of heavy metal wastewater, electroplating wastewater, copper mine wastewater, wastewater treatment
III
1.1 重金属污染的现状及危害[2-18]
水环境主要包括河流、湖泊、水库、海洋以及经人类加工的工业用水、排放 水和生活饮用水等水体的环境。水环境重金属污染，是指排入水体的重金属物质 超过了水的自净能力，使水的组成及其性质发生变化，从而使水环境中生物生长 条件恶化，并使人类生活和健康受到不良影响的行为。重金属废水主要来源于采 矿、选矿、冶炼、电镀、化工、制革和造纸工业，这些行业产生的含铅、汞、镉、 铬、镍、锌等重金属的废水排入天然水体后，不仅对水生生物构成威胁，而且可 能通过沉淀、吸附及食物链而不断富集，破坏生态环境，并最终危害到人类的健 康。当重金属被生物体吸收时，除以单个离子存在外，还可以与生物体内的蛋白 质、氨基酸、脂肪酸、羧酸以及磷酸结合，形成有机酸盐、无机盐和螯合物。重 金属离子及其化合物的毒性，一般都是通过与生物机体的结合而发生作用，与生 物体结合作用越强则毒性越强。著名的世界“八大公害事件”中就有两大事件是 由于重金属污染造成的，且都发生在日本，即“水俣病事件”和“富山事件”。 “水俣病事件”（1953），是因为烧碱制造工业排放的废水中含有汞，在经生物 作用变成有机汞造成的。中毒病人开始面部呆滞、全身麻木、口齿不清、步态不 稳，进而耳聋失明、最后全身弯曲、高叫而死。截止 1979 年 1 月受害人数达 1004 人，死亡 206 人：“富山事件”（即“骨痛病事件”，1955 年），是由于当地居民 食用了被炼锌工业和镉电镀工业排放的含镉废水所污染的稻米（镉米），久而久 之体内体内自然积累了大量的镉，引起镉中毒而患“骨痛病”。病症是一开始腰、 手、脚等关节疼，持续好几年后，身体各部位神经痛和全身骨痛。病人行动不便，
关键词: 重金属螯合剂，模拟重金属废水，电镀废水，铜矿废水，废水处理
I
南昌航空大学硕士学位论文
Abstract
Abstract
The heavy metal wastewater pollution has become the cosmopolitan hazard. In order to get rid of metal ions from wastewater effectually, some chemical techniques are used widely in the world by people nowadays. for instance, chemistry subsidence, ionic exchange and adsorption etc. In recent years, the researches of some specific ion polymer compounds which have the special selectivity and strong chelating ability are getting hotter and hotter. Because of its molecular structure include amido and hydroxyl which can be linked with transition metal ions then have the greatly strengthened chelating ability, chelating agent is extensively used for processing industrial wastewater recovering the precious metal and recovering the precious metal.
This article adopts KS-3, KS101, NKC-60, NFSH four chelating agent and Na2S to deal with heavy metal ions, The research discussed four kinds of chelating agent and Na2S which are experimented under different quantities of reagent and combination to simulation of heavy metal wastewater, a electroplating wastewater, a Copper Mine wastewater, uses ICP Determination of residual ion content, a Copper Mine as well as heavy metals in wastewater is recycled.
Different heavy metals in wastewater need adding different chelating agent and dosage, which can achieve the desired effect. Therefore utilizing chelating agent to treat heavy metal wastewater has excellent prospect.
The best recycle method is Na2S with NFSH which has a lot of advantages such as sludge less, heavy metals recycle high. the recycle of heavy metal has a good prospect.
南昌航空大学 硕士学位论文 重金属螯合剂对水体中重金属离子的去除性能研究 姓名：戴玉芬 申请学位级别：硕士 专业：环境科学 指导教师：吴少林
20070601
南昌航空大学硕士学位论文
摘要
摘要
重金属废水的污染已经成为世界性的严重危害。对重金属废水的处理一般采 用化学沉降、离子交换、吸附等技术。近年来对具有特别选择性、螯合离子能力 强的高分子螯合剂的研究正与日俱增。高分子螯合剂因其分子结构上的羧基、羟 基能与金属离子形成配位键而具有极强的螯合能力，被广泛用于工业废水的处理、 贵金属的回收。
Main conclusions are listed as follows: The best treatment effect of chelating agent to the simulation of heavy metal wastewater is NFSH which best quantities is 1.4 times of theoretical quantities, and the dosage when Cu2+, Zn2+, Cd2+, Cr3+ ion content of the residual is 0.007mg/L, 0.046mg/L. 0.019mg/L, 0.983mg/L, which below national standards and a pollutant emission requirements.The other chelating agent and Na2S can’t meet all ion discharge standards within 1.4 times dosage and treatment effect is not ideal. The best sedimentation effect of chelating agent is NFSH and NKC-60 which sedimentation percentage can reach 100% on 45-minute without adding flocculation agent, other sedimentation of reagent is less effective. The best treatment method to the electroplating wastewater is Na2S with KS101 and NFSH combination method which is only adding 0.028g KS101, 0.12g NFSH and all ions meet the discharge requirements; followed by a separate adding KS101 and NFSH can also meet an emissions and a pollutant emission requirements. other methods
学位论文作者签名： 日 期：
导师签名： 日 期：
南昌航空大学硕士学位论文
第一章 绪论
第 1 章 绪论
水乃生命之源，它在自然界和人类社会的存在和发展中有着不可替代的作用， 随着全球经济和社会的发展，人类社会对水的需求迅速增长。近 50 年来，人类对 淡水的需求量增加了 3 倍，并且这种趋势无法阻挡。由此产生大量的废水未加处 理，不能循环使用，造成水环境污染，严重影响水生生态系统的结构，功能和水 资源的利用，使得许多国家和地区出现水资源危机[1]。而由各种渠道进入水环境的 重金属，其含量超过一定限度，便造成水环境污染。水环境重金属污染不但造成 重大经济损失，还严重危害着包括人类和其它各种生物的生命和健康。
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南昌航空大学硕士学位论文使用授权书
本论文的研究成果归南昌航空工业学院所有，本论文的研究内容 不得以其它单位的名义发表。本人完全了解南昌航空大学关于保存、 使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件 和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学，可以 采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部 分内容。
利用 KS-3、KS101、NKC-60、NFSH 等四种重金属螯合剂及 Na2S，通过改变 螯合剂的投加量及不同的药剂组合对模拟重金属废水、某电镀废水、铜矿废水进 行处理，采用 ICP 测定残余离子含量，并对铜矿废水进行重金属的回收实验。
主要结论如下： 对模拟重金属废水处理效果最好的为 NFSH，最佳投药量为理论剂量的 1.4 倍， 且在此投加量时 Cu2+、Zn2+、Cd2+、Cr3+的残余离子含量为 0.007mg/L、0.046mg/L、 0.019mg/L、0.983mg/L，低于国家一级排放标准及一类污染物排放要求，其它三种 螯合剂及 Na2S 均不能让所有离子在 1.4 倍投加量范围内让所有离子达标，处理效 果不理想。沉淀沉降效果最好的为 NFSH、NKC-60，不需要投加絮凝剂，就可以 在 45 分钟的时候沉降百分率达到 100％，其它药剂的沉降效果较差。 对电镀废水处理效果最好的为 Na2S 分别与 KS101、NFSH 结合的方法，只需 分别投加 0.028g 的 KS101 和 0.12g 的 NFSH 就能让所有离子满足一级排放要求； 其次为单独投加 KS101、NFSH 也能满足一级排放及一类污染物排放要求。其它几 种方法处理效果不理想。 对铜矿废水处理效果最好的为 Na2S 与 NFSH 结合的方法，50ml 废水只需投加 0.17gNFSH 就能让水中的所有离子全部达标，而 NKC-60、KS101 在计算投加范围 内均不能让废水中的离子全部达标，因此对该铜矿废水处理效果不理想。 对铜矿重金属离子回收效果最好的为 Na2S 与 NFSH 结合的方法，产生的污泥 量少、重金属回收率Байду номын сангаас，因此该法回收重金属具有很好的应用前景。 可见，针对不同的重金属废水需投加不同种类、剂量的螯合剂才能他们达到 理想的处理效果，因此螯合剂处理重金属废水具有一定应用前景
II
南昌航空大学硕士学位论文
Abstract
are not ideal. The best treatment method to the copper mine wastewater is Na2S with NFSH
combination method which 50mL wastewater is only adding 0.17g NFSH can meet all ions discharge standards. NKC-60 and KS101 can’t meet all the ion discharge standards in the calculation of dosage, the treatment effect is not ideal.
南昌航空大学硕士学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，是我个人在导师指导下， 在南昌航空大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。 尽我所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究 成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作 了明确地说明并表示了谢意。本声明的法律结果将完全由本人承担。
III
1.1 重金属污染的现状及危害[2-18]
水环境主要包括河流、湖泊、水库、海洋以及经人类加工的工业用水、排放 水和生活饮用水等水体的环境。水环境重金属污染，是指排入水体的重金属物质 超过了水的自净能力，使水的组成及其性质发生变化，从而使水环境中生物生长 条件恶化，并使人类生活和健康受到不良影响的行为。重金属废水主要来源于采 矿、选矿、冶炼、电镀、化工、制革和造纸工业，这些行业产生的含铅、汞、镉、 铬、镍、锌等重金属的废水排入天然水体后，不仅对水生生物构成威胁，而且可 能通过沉淀、吸附及食物链而不断富集，破坏生态环境，并最终危害到人类的健 康。当重金属被生物体吸收时，除以单个离子存在外，还可以与生物体内的蛋白 质、氨基酸、脂肪酸、羧酸以及磷酸结合，形成有机酸盐、无机盐和螯合物。重 金属离子及其化合物的毒性，一般都是通过与生物机体的结合而发生作用，与生 物体结合作用越强则毒性越强。著名的世界“八大公害事件”中就有两大事件是 由于重金属污染造成的，且都发生在日本，即“水俣病事件”和“富山事件”。 “水俣病事件”（1953），是因为烧碱制造工业排放的废水中含有汞，在经生物 作用变成有机汞造成的。中毒病人开始面部呆滞、全身麻木、口齿不清、步态不 稳，进而耳聋失明、最后全身弯曲、高叫而死。截止 1979 年 1 月受害人数达 1004 人，死亡 206 人：“富山事件”（即“骨痛病事件”，1955 年），是由于当地居民 食用了被炼锌工业和镉电镀工业排放的含镉废水所污染的稻米（镉米），久而久 之体内体内自然积累了大量的镉，引起镉中毒而患“骨痛病”。病症是一开始腰、 手、脚等关节疼，持续好几年后，身体各部位神经痛和全身骨痛。病人行动不便，
关键词: 重金属螯合剂，模拟重金属废水，电镀废水，铜矿废水，废水处理
I
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The heavy metal wastewater pollution has become the cosmopolitan hazard. In order to get rid of metal ions from wastewater effectually, some chemical techniques are used widely in the world by people nowadays. for instance, chemistry subsidence, ionic exchange and adsorption etc. In recent years, the researches of some specific ion polymer compounds which have the special selectivity and strong chelating ability are getting hotter and hotter. Because of its molecular structure include amido and hydroxyl which can be linked with transition metal ions then have the greatly strengthened chelating ability, chelating agent is extensively used for processing industrial wastewater recovering the precious metal and recovering the precious metal.
This article adopts KS-3, KS101, NKC-60, NFSH four chelating agent and Na2S to deal with heavy metal ions, The research discussed four kinds of chelating agent and Na2S which are experimented under different quantities of reagent and combination to simulation of heavy metal wastewater, a electroplating wastewater, a Copper Mine wastewater, uses ICP Determination of residual ion content, a Copper Mine as well as heavy metals in wastewater is recycled.
Different heavy metals in wastewater need adding different chelating agent and dosage, which can achieve the desired effect. Therefore utilizing chelating agent to treat heavy metal wastewater has excellent prospect.
The best recycle method is Na2S with NFSH which has a lot of advantages such as sludge less, heavy metals recycle high. the recycle of heavy metal has a good prospect.
南昌航空大学 硕士学位论文 重金属螯合剂对水体中重金属离子的去除性能研究 姓名：戴玉芬 申请学位级别：硕士 专业：环境科学 指导教师：吴少林
20070601
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摘要
重金属废水的污染已经成为世界性的严重危害。对重金属废水的处理一般采 用化学沉降、离子交换、吸附等技术。近年来对具有特别选择性、螯合离子能力 强的高分子螯合剂的研究正与日俱增。高分子螯合剂因其分子结构上的羧基、羟 基能与金属离子形成配位键而具有极强的螯合能力，被广泛用于工业废水的处理、 贵金属的回收。
Main conclusions are listed as follows: The best treatment effect of chelating agent to the simulation of heavy metal wastewater is NFSH which best quantities is 1.4 times of theoretical quantities, and the dosage when Cu2+, Zn2+, Cd2+, Cr3+ ion content of the residual is 0.007mg/L, 0.046mg/L. 0.019mg/L, 0.983mg/L, which below national standards and a pollutant emission requirements.The other chelating agent and Na2S can’t meet all ion discharge standards within 1.4 times dosage and treatment effect is not ideal. The best sedimentation effect of chelating agent is NFSH and NKC-60 which sedimentation percentage can reach 100% on 45-minute without adding flocculation agent, other sedimentation of reagent is less effective. The best treatment method to the electroplating wastewater is Na2S with KS101 and NFSH combination method which is only adding 0.028g KS101, 0.12g NFSH and all ions meet the discharge requirements; followed by a separate adding KS101 and NFSH can also meet an emissions and a pollutant emission requirements. other methods
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第一章 绪论
第 1 章 绪论
水乃生命之源，它在自然界和人类社会的存在和发展中有着不可替代的作用， 随着全球经济和社会的发展，人类社会对水的需求迅速增长。近 50 年来，人类对 淡水的需求量增加了 3 倍，并且这种趋势无法阻挡。由此产生大量的废水未加处 理，不能循环使用，造成水环境污染，严重影响水生生态系统的结构，功能和水 资源的利用，使得许多国家和地区出现水资源危机[1]。而由各种渠道进入水环境的 重金属，其含量超过一定限度，便造成水环境污染。水环境重金属污染不但造成 重大经济损失，还严重危害着包括人类和其它各种生物的生命和健康。
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本论文的研究成果归南昌航空工业学院所有，本论文的研究内容 不得以其它单位的名义发表。本人完全了解南昌航空大学关于保存、 使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件 和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学，可以 采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部 分内容。
利用 KS-3、KS101、NKC-60、NFSH 等四种重金属螯合剂及 Na2S，通过改变 螯合剂的投加量及不同的药剂组合对模拟重金属废水、某电镀废水、铜矿废水进 行处理，采用 ICP 测定残余离子含量，并对铜矿废水进行重金属的回收实验。
主要结论如下： 对模拟重金属废水处理效果最好的为 NFSH，最佳投药量为理论剂量的 1.4 倍， 且在此投加量时 Cu2+、Zn2+、Cd2+、Cr3+的残余离子含量为 0.007mg/L、0.046mg/L、 0.019mg/L、0.983mg/L，低于国家一级排放标准及一类污染物排放要求，其它三种 螯合剂及 Na2S 均不能让所有离子在 1.4 倍投加量范围内让所有离子达标，处理效 果不理想。沉淀沉降效果最好的为 NFSH、NKC-60，不需要投加絮凝剂，就可以 在 45 分钟的时候沉降百分率达到 100％，其它药剂的沉降效果较差。 对电镀废水处理效果最好的为 Na2S 分别与 KS101、NFSH 结合的方法，只需 分别投加 0.028g 的 KS101 和 0.12g 的 NFSH 就能让所有离子满足一级排放要求； 其次为单独投加 KS101、NFSH 也能满足一级排放及一类污染物排放要求。其它几 种方法处理效果不理想。 对铜矿废水处理效果最好的为 Na2S 与 NFSH 结合的方法，50ml 废水只需投加 0.17gNFSH 就能让水中的所有离子全部达标，而 NKC-60、KS101 在计算投加范围 内均不能让废水中的离子全部达标，因此对该铜矿废水处理效果不理想。 对铜矿重金属离子回收效果最好的为 Na2S 与 NFSH 结合的方法，产生的污泥 量少、重金属回收率Байду номын сангаас，因此该法回收重金属具有很好的应用前景。 可见，针对不同的重金属废水需投加不同种类、剂量的螯合剂才能他们达到 理想的处理效果，因此螯合剂处理重金属废水具有一定应用前景
II
南昌航空大学硕士学位论文
Abstract
are not ideal. The best treatment method to the copper mine wastewater is Na2S with NFSH
combination method which 50mL wastewater is only adding 0.17g NFSH can meet all ions discharge standards. NKC-60 and KS101 can’t meet all the ion discharge standards in the calculation of dosage, the treatment effect is not ideal.
南昌航空大学硕士学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，是我个人在导师指导下， 在南昌航空大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。 尽我所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究 成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作 了明确地说明并表示了谢意。本声明的法律结果将完全由本人承担。