螯合重金属废水之处理一硫化物沉淀法-桃园大学校院产业环保.PDF

桃園市大學校院產業環保技術服務團 第34 期環保簡訊 螯合重金屬廢水之處理 ：(一)硫化物沉澱法 1* 1 2 李中光 ，邱惠敏，李念庭 1 萬能科技大學 環境工程系 桃園市中壢市萬能路 號 1 2 國立臺灣海洋大學 食品科學研究所 基隆市中正區北寧路 號 2 *Tel: 03-4515811-55718, Fax: 03-4622232, E-mail: anthony@mail.vnu.edu.tw 一、前言 重金屬廢水在工業廢水的排放中佔有相當大之一部份，這些廢水不僅嚴重污 染地表水與地下水，造成可利用之水資源總量急劇下降，還會使土壤中重金屬含 量增加，最終則會 危害人體健康。在重金屬廢水中，重金屬離子可能 以單一游離 態的重金屬離子形式存在 ，但也可能與EDTA 、酒石酸、檸檬酸、NH3 等螯合劑 形成穩定的螯合物， 針對前者，普通的加鹼沉澱法即有相當不錯的去除效果，但 對後者而言，因重金屬螯合物相當穩定，普通的加鹼中和沉澱法已難以使其形成 重金屬氫氧化物而沉降分離，必須使用其他的物理化學方法作進一步處理才能有 較佳之去除效果，也因此含有重金屬螯合物之廢水會嚴重影響傳統處理對廢水中 重金屬離子之去除效果，使得處理後排放水中重金屬離子之濃度仍偏高，無法達 到放流標準。螯合重金屬廢水之來源相當廣泛，特別是在電鍍和化學鍍的應用更 為廣泛後 ，大量螯合劑的使用，使得螯合重金屬廢水呈現新的變化趨勢 ，不僅排 放量增大，且伴隨螯合劑種類的 不斷增加，廢水成分也越來越複雜 ，因此如何為 螯合重金屬廢水之處理提供更優化之選擇是一相當重要之環境管理課題。在台灣， 一般電鍍或金屬表面處理廠在處理螯合重金屬廢水方面，除了進行加鹼沉澱外， 大都添加硫化鈉沉澱劑以產生金屬硫化物沉澱或添加重金屬捕集劑來處理為主， 但對於相關反應機制及應注意事項有時並未深入探究，以致於真正之處理效果到 底為何有時真的很難下定論，但隨著環保公務部門稽查強度的增強，相關廠商仍 應對螯合重金屬廢水之處理有一定之認識，除了確保處理效果能符合放流標準， 避免被罰外，對於操作費用之降低，相信亦有相當之助益。 4-1 二、螯合重金屬之特性及廢水之來源 所謂的螯合重金屬離子或稱複合離子或錯離子是由 金屬中心離子和配位基 (H+ 、OH- 、 2 、NH 、F- 、CN- 、 2所) 組成，其中配位基提供過渡金屬原 CO 3 S O 3 2 3 子形成共價鍵所需 之電子密度。理論上，陰離子帶負電荷，表示有未共用電子對 可利用，因此實際上皆可作為配位基。複合離子由於具有 ：(1) 非常安定，不容 易解離 ，即穩定常數非常大，(2)可溶於水中 等特性，因此在廢水處理過程中往 往需將其作分流處理才能達到所需要求。至於影響螯合劑與重金屬離子形成之錯 合物的穩定性主要有三個因素 ：(1) 官能基的性質 ，(2) 金屬離子所帶電荷與離 子半徑，(3) 金屬在週期表上之位置 。至於螯合物之穩定性則可由重金屬與螯合 劑或陰離子所 形成之金屬化合物的 pK值(-log(K) ，K 為解離常數 ，如表 1所示 ) 來決定，pK 值越大者 表示其所形成之螯合 金屬化合物越穩定或結合能力越強， 若要將其中之