重金属捕捉剂是一类能与水中重金属离子发生强烈络合或沉淀反应,从而将其从废水中去除的化学药剂。它们种类繁多,主要分为以下几大类。
1. 无机硫化物
原理:与重金属离子生成难溶于水的金属硫化物沉淀。
特点:成本较低,适用于高浓度重金属废水(如电镀、冶炼)。但过量使用可能导致水体pH变化和残留硫离子问题,需要有效控制。
2. 有机硫化物(高分子重金属捕捉剂/鳌合剂)

原理:分子中含大量巯基(-SH)、二硫代氨基甲酸盐(-NCS₂) 等强络合官能团,与重金属离子形成其稳定、不溶于水的螯合物沉淀。
特点:
高效广谱:对低浓度、多种重金属离子(尤其是镉、汞、铅、铜、镍、锌等)去除率高。
适用pH范围宽:在较宽的pH范围内都能有效工作。
沉淀稳定:形成的螯合物沉淀性质稳定,不易再次溶出。
用量少:通常投加量较低。
但成本相对较高,是有机捕捉剂的主流。
3. 天然或改性高分子类
原理:利用壳聚糖、淀粉、纤维素等天然高分子或其改性产物的官能团(如氨基、羧基)吸附或络合重金属。
特点:环保、可再生,但处理能力相对较弱,多用于低浓度废水或作为辅助剂。
4. 碱性沉淀剂
原理:通过提高pH,使重金属离子生成氢氧化物沉淀。
特点:传统且经济的方法,但沉淀物可能随pH变化再溶解,对两性金属(如铅、锌)效果不佳,且产生大量污泥。
5. 铁氧体法
原理:在废水中加入铁盐(如硫酸亚铁),通过共沉淀和氧化形成具有尖晶石结构的铁氧体晶体,将重金属离子包裹或置换进晶格中。
特点:形成的沉淀磁性稳定,易分离,但工艺条件(温度、pH、氧化)要求较高。
6. 新型功能材料
原理:利用功能化设计进行吸附或离子交换。