实验室含铅、镉废水的处理方法探究

铅、镉是废水排放标准中严格控制的第一类污染物，这类物质能在环境或动植物体内蓄积，对人体健康产生长远的不良影响。GB8978-88规定了车间或处理设施排放口排水的最高容许排放浓度，随着我国工业和经济的发展，江河、湖库、地下水都不同程度地受到了污染。
  近年来,环境矿物材料以其经济、有效、无二次污染等特点,在重金属废水处理和土壤修复方面显示出了众多优势,可替代传统的铅镉污染处理方法。本文叙述了应用一种新型环境矿物材料羟基磷灰石(Hap)处理实验室铅镉废水方法并提出了一些建议。         
  1 羟基磷灰石作用机理
  羟基磷灰石(Hap)四面体六角晶，在水中的溶解度为0.4mg/L，分子式为Ca10(PO4)6(OH)2 ，动物骨、牙的主要无机组分,也是合成生物材料的重要原料。近来年,日本铃木乔等人发现,水溶液中的某些阳离子可保留在合成的羟基磷灰石上,其行为类似于水溶液中阳离子与磷灰石晶格中Ca2+之间的离子交换反应,而不仅仅涉及表面吸附过程.对溶液中离子的去除顺序为Pb2+>Cd2+>Zn2+>Mn2+>Hg2+[2,3] 。介质的pH值是影响Hap去除金属离子行为较为复杂的因素之一，它决定了水溶液中金属离子的赋存状态及Hap的溶解特性与表面性质等，而这些因素与Hap的去除金属离子行为密切相关。络合平衡计算，铅、镉离子在不同pH值时具有不同的型体及分布系数。Hap在空白溶液中的表面电动电势ζ为负值，且随pH值的增加其电负性增大。由此可知Hap去除金属离子的作用机理是表面络合与表面电位吸附。同时Hap溶解性不仅与溶液中酸性呈正相关，在含金属离子溶液中溶解时，还包括离子交换模型，即溶液中的重金属离子与Hap中的钙离子发生交换作用。从溶解特性的角度推测： Hap去除重金属离子过程中存在有离子交换作用机理。所以其主要的去除机理包括吸附、表面络合、溶解－沉淀以及重金属离子与晶格中之间的离子交换作用。一般而言，被吸附的重金属离子可固化在晶格中而不出现解吸，因此不会产生二次污染。
  2 实验与结果         
  2. 1实验设备         
  日本岛津AA6800原子吸收分光光度计               
  铅、镉空心阴极灯         
  2.2 羟基磷灰石的合成            
  将市售化学纯的Ca(OH)2和Ca3(PO4)2粉末按1∶1摩尔比均匀混合后,盛入瓷舟中,置于管式电阻炉内稳定的高温带上,在1100℃、常压下煅烧2h,从燃烧管的一端通入稳定流量的水蒸汽.反应结束后,冷却反应产物,并用4%的NH4Cl溶液洗去残余的Ca(OH)2,得到纯度很高的羟基磷灰石[4]。               
  2.3 实验数据结果分析         
  在室温为25℃时，取初始浓度为10mg/L的实验室含镉废水每份各100ml，初始浓度为200mg/L的实验室含铅废水每份各250ml，加入盐酸或氢氧化钠调不同的pH后，不同剂量羟基磷灰石(Hap)，开始计时并搅拌，60min后停止搅拌，静止30min后倾取处理后样品的上清液，加优级纯硝酸调pH

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