突发性镉污染应急水处理技术研究

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1、http://www.paper.edu.cn突发性镉污染应急水处理技术研究高中方，陈卫，林涛，王旭河海大学环境科学与工程学院，南京（210098）E-mail：galaxy1983@sohu.com摘要：分析了突发性镉污染时镉在水体中的存在形式，研究了强化混凝和化学沉淀工艺对南京长江水源突发性镉污染的处理效果。结果表明：突发性污染时，镉主要以溶解态形式存在，所占比例在60%以上；通过对浊度的去除，现有工艺可以有效的去除吸附态镉，但对溶解态镉的去除效果有限，导致了在原水镉浓度＞0.022mg/L时，现有工艺无法保证出水水质；混凝剂种

2、类对镉的去除影响不大，铁盐和铝盐对镉的去除效果相当；优选混凝剂投加量可以提高除镉效果，在投加20mg/LPAC时，镉的去除率在85%左右；化学沉淀技术对镉有良好的去除效果，但会导致出水浊度的增加，与强化混凝联用后，镉的去除效果进一步提高，在预调pH值至10，投加20mg/LPAC时，镉的去处率可达97.7%以上，最大可处理浓度提高至0.220mg/L~0.264mg/L。关键词：突发性水污染；镉；应急处理；强化混凝；化学沉淀中图分类号：X703.11引言[1]重金属镉是南京市水源地潜在的突发性污染物之一。含镉的水被饮用后，会在肝、肾

3、和骨骼中产生镉积累，严重时可导致自然骨折和动脉硬化性肾萎缩、慢性球体肾炎等慢性病。一旦发生此类污染突发事件，采取有效的应急技术至关重要。目前常见的除镉技术有化学沉淀法、气浮法、电解上浮法、离子交换法和吸附法等，其中，氢氧化物沉淀法具有除镉范围广、药剂来源广泛、不产生二次污染等优点，是应用最广[2，3]泛的除镉技术，并在广州北江镉污染事件中得以成功运用。但对南京长江水源而言，在突发性镉污染时，由于水源水质的差异，该技术的处理效果尚未得到证实，具体参数有待确[4]定。另一方面，研究表明：饮用水中的镉可以通过混凝过滤去除。强化混凝工艺通过

4、采取一定措施，可以发挥混凝的最佳效果，而且这些药剂就在常规生产中使用，选择强化混凝作[5]为应急处理技术，易于实现“平战结合”，具有简单易行、实用性强等特点。本文重点研究了上述技术应对南京长江水源突发性镉污染的效果。2试验内容与方法2.1原水水质采用南京市S水厂原水与重金属镉混合配水的方式模拟突发性镉污染。试验期间原水的浊度为90~110NTU，pH为8.0~8.1，水温为20~26℃；原水中未检测出镉，因此配水时不考虑镉的本底浓度。2.2试验方法取一定量分析纯硫酸镉配入水厂原水中，搅拌后分别静置6h、12h和24h，同时用蒸馏水配

5、置相同浓度的含镉水样作为对比。水样用双层滤纸过滤，然后测定镉的含量，用以研究突发性污染时镉在原水中的存在形式。采用烧杯搅拌试验模拟混凝沉淀过程（在六联搅拌机上进行），混凝条件为先以500r/min的转速快搅1min，再依次以250r/min、150r/min和50r/min分别搅拌5min，静置30min后取上清液用双层滤纸过滤，对滤后水进行相应的指标分析，研究强化混凝技术和化学沉淀技-1-http://www.paper.edu.cn术对镉的去除效果及其影响因素。实验中，浊度和pH值分别采用HACH2100P便携式浊度仪和MP22

6、0/225meters测定；镉的含量以原子吸收分光光度法分析。以生活饮用水卫生标准GB5749-2006作为出水水质的评价标准。3试验结果与讨论3.1突发性污染时镉的存在形式天然水体中的重金属主要以络合物的形式存在，并且被吸附的悬浮物胶体上，溶解态较少[2]。这种存在形式是长期吸附平衡的结果。而废水中镉的存在形式比较复杂，突发性水污染时，由于在较短的时间内含镉原水就可进入水处理工艺，镉的存在形式对出水水质有直接的影响。实验中测定了不同静置时间下镉的变化情况，结果见表1。表1不同静置时间下镉的滤除率本底原水蒸馏水静置时间（h）--61

7、224--滤后Cd（mg/L）0.0350.0270.0240.0230.040滤除率（%）20.538.645.547.79.1吸附态比例（%）11.429.536.438.6--注：初始镉浓度为0.044mg/L。由于蒸馏水中不含悬浮物，镉在水中全部以溶解态的形式存在，而原水的浊度为107NTU，采用原水配水时，吸附在悬浮物胶体上的镉在过滤时可以随着浊度的去除而去除，那么，两者滤除率之间的差值即为吸附态镉所占的比例。由表1可知，初期原水中含有较多的溶解态镉，吸附态镉仅占11.4%，随静置时间增加，吸附态所占比例迅速增加，6h时即

8、达到29.5%，当静置时间＞12h时，吸附开始趋于平衡，此时吸附态所占比例在40%左右，仍低于溶解态所占比例。这说明，在突发性镉污染时，溶解态是镉的主要存在形式，在应急处理时需特别注意。3.2现有工艺对镉的去除效果目前S水厂所用工艺为