螯合剂-表面活性剂提取工业污泥中重金属的研究文献综述
2020-03-13 09:50:44
文 献 综 述
1.引言
全世界每年污泥的总产量已超过数千万吨,如何处理产量如此巨大的污泥是一项非常艰巨和有意义的工作。据报道,一般污泥中重金属含量(干重)约0.5%~2.0%,有时高达4%(湿重)。主要重金属为镉、铬、铜、镍、铅和锌。由于污泥中重金属进入环境后具有隐蔽、长期、累积和不可逆转等特性,会对环境和人类造成健康威胁。因此污泥中的重金属提取如今已成为全球关注的热点问题之一,国内外都对此进行研究,并在探讨污泥中重金属处理技术的发展前景。在我国工业化进程的加快中,对于国内工业污泥中的重金属提取问题尤为迫切解决。[1][2]
2.国内外研究进展
2.1螯合剂[1][2][3]
较强的螯合剂如EDTA、NTA可与重金属发生络合反应,反应式为:污泥-M EDTA/NTA→污泥 EDTA/NTA-M。螯合剂脱除污泥中重金属的良好化学试剂,许多螯合剂是高分子量有机酸,分子量较大,一般含有几个羧基基团,且螯合剂中离子或分子中含有两个以上供电子基团,能与金属起螯合作用而形成稳定化学物的物质,并从污泥中溶解出来。
2.1.1有机螯合剂[4][5]
利用有机螯合剂来去除污泥中重金属的原理是在一些难溶的金属化合物中加入络合剂后,将其转化为可溶态的金属络合物予以去除。EDTA是一种最有效的重金属提取螯合剂,然而,其存在生物降解性差,可能会导致二次污染等问题,生物可降解的螯合剂EDDS具有与EDTA相似的金属螯合能力因而受到广泛的关注。
影响EDDS对土壤中重金属去除率的因素[4]:(1)提取时间:随着EDTA随着提取时间的延长,重金属提取率随着增加,到达一个一定时间,达最大值后随后没有多少变化,每种金属的提取都有各自的动力学特征。(2)pH:城市污泥中Cu,Zn,Cd和Pb的EDDS提取率与pH的相关性不显著,而提取液的pH过低易导致土壤中矿物元素的减少,降低污泥资源化利用价值。pH最佳范围选为中性。(3)EDDS的浓度:随着浓度增加,重金属离子的去除率也相应增加。当达到最佳浓度后,去除率保持基本不变。(4)形态:EDDS提取的部分主要来源于可交换或酸溶态、还原态和氧化态。
但目前问题是螯合剂价格普遍比较昂贵,限制了它在环境保护中的应用。