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膜分离工艺在重金属废水处理中的研究现状

来 源:中华水网   发布时间:2013-11-06 移动版

  膜分离工艺具有能耗低, 适应性强, 选择透过性好, 分离过程中无相态变化, 能在常温下进行等 特点而广泛应用。根据分离的粒子半径的大小, 膜分离可分为微滤, 超滤, 纳滤, 反渗透。本文综述 了微滤, 超滤, 纳滤, 反渗透等膜分离工艺在重金属废水处理中的应用。水是生命的源泉, 广泛的存在于自 然界中, 人和 动物的生存都离不开水 。然而 , 近些年来 , 重金属污 染越来越严重。由于矿冶、 电镀 、 机械制造、 化工、 电 子、 仪表等行业 的发展, 产生了大量 的重金属废 水l _1 ]。重金属进入人体后能够和生理高分子物质发 生强烈 的相互作用之失去活性 , 也可能积累在人体 中造成慢性中毒, 而这种积累性危害有时需要十多 年才显现出来[2 ] 。因此 , 本文就膜分离工艺处理重 金属废水进行 了综述。

  1微滤膜技术(MF )

  微滤是利用膜的筛分性质, 以压差微传质推动 力, 用于截留高分子溶质或固体微粒。其有效分离 范围为 0. 2~1O m, 运行压力一般为 0. 7~7bar。 宋来N E 。 ]等采用改 良的热诱导聚合技术 , 对聚 偏氟乙烯( Pv DF) 微滤膜的表面改性后处理含 0. 5 r e t o ol/L Cu。 +废水。结果表明: 在 pH 值为 5 时, 改性的聚偏氟乙烯( PⅧ F) 微滤膜对 Cu。 + 的去除 率为75. 18 。万金保[ ]等采用中和/ 微滤工艺, 利 用材质为聚 四氟 乙烯 的微滤膜反应器处理浓度 为 133.2 mg/ L _1的 Zn抖、 Pb +废水 。研究结果表明: 当 pH 值为 9.O~9.5, 搅拌 时间为 60 min, Zn抖、 Pb。 + 的去除效果最好, 去除率分别为 9O. 92 、 76. 55 9 / 6, 加 入 加 絮 凝 剂 后 去 除 率 达 99. 92 9 / 6、99. 77 。甘胜_5 ]等采用混凝一 微滤组合工艺 , 以聚 合氯化铝( PA C) 为混凝剂处理 自配 的 0. 05mol/ L 的 Ni抖废水 。实验结果表明: 在 pH 值为 9. 5, 混凝 剂投加量为 800mg/ L , 过流速度为 90ml/ min, 停留 时间为 10min, Ni + 的最佳去除率达 97 以上 。 重金属离子 的粒径比较小 , 在正常情况下, 微滤 膜无法对其进行去 除。只有采取微滤膜 的组合工 艺 , 才能去除重金属离子。由以上文献可以看出, 中 和/ 微滤工艺在处理 Zn2 + 和 Pb。 + 效果 比较好 。由 文献 3可以看出, 仅仅对微滤膜进行改性仍不能取 得较好的效果。综上微滤膜组合工艺适合处理较低 浓度的废水效果较好。

  2超滤膜技术(UF )

  超滤采用 的是 以压力差微推动力 的膜过滤方 式。根据高分子溶质问或高分子与小分子溶质之间 相对分子质量的差别机械分离的方法。超滤的运行 压力一般为 1—7bar。截留分子量的范 围为 3 x 10000 ~ 1 X 10000 。 邱运仁_6 等采用络合一 超滤技术, 以聚丙烯酸钠 为络合剂 , 利用芳香聚酰胺超滤膜处理含 Cu抖。考 察了聚合物/ 金属离子质量比(P/ M) 、 溶液 pH 值、 操作压力、 运行时间等操作参数对 Cu +去除率的影 响。结果表明: 在 pH 值为 6, P/ M = 22 时 , Cu2 + 的 截留率达到 97 以上。张振L7 ]等采用胶团强化超 滤 (Micellar-enhanced U ltraf i ltration, 简称 ME UF ) 工艺 , 以十二烷基硫酸钠 ( SDS) 作为表 面活性剂 , 采 用 中空纤维膜 (U EOS-503) 超滤处理浓度为 50mg/ L Zn +浓度。考察了静置时间、 SDS 浓度等操作参 数对 Zn +去除率的影响。实验结果表明: 当时间为 3h, Zn + 的截 留率为 98. 1 ~98. 3 。当 SDS 的 浓度为 1. 8g/ L , Zn 十的截 留率为 97. 5 。王飞[ ] 等利用海藻酸钠一 超滤组合工艺 , 以海藻酸钠作为外 加物, 采用材质为醚砜 (PES) 平板式超滤膜处理 Pb +模拟废水。研究了海藻酸钠用量、 pH 值等操 作参数对 Pb。 + 的截留效果的影响。结果表明: 当 pH 值 7 时, Pb。 + 的浓度< 40mg/ L , 海藻酸钠投加 量 为 100mg/ L 时, Pb。 + 的截 留达 95 以上 。秦 姝_9 ]等采用络合一 超滤耦合工艺, 以聚丙烯酸钠 (PAANa)和聚乙烯亚胺( PEI)作为络合剂, 利用聚 醚砜超滤膜处理 Ni +废水。考察了 pH 值、 络合剂 / Ni +装载比L 等操作参数对 Ni。 + 去除率的影响。 研究结果表明: 以 PAANa 为络合剂, pH 值为 8、 L 一5时, Ni + 的去除率达到最大值 99.5 。以 PEI 为络合剂, pH 值为 7、 L 一5 时, Ni计的去除率达到 最大值 93. O 。许振良[1 o ]等采用胶束强化超滤技 术, 以十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠作为表 面活剂 , 利用聚醚酰亚胺 ( PEI) 中空纤维超滤膜处 理 Cd +废水 。

  研究 了流速、 操作压力 、 表 面活性剂 等操作参数对 Cd + 去除率的影响。结果表明: SD- BS 的浓度为 7. 2 mmol/ L , 操作压力为 0. 15 MVa, 料液 流速 为 0. 48 m/ s 时, Cdz+ 的截 留率 的达 99. 0 0 A 以上。 超滤膜的分离精度要高于微滤膜, 但不结合其 他工艺 , 仍无法去除重金属离子 。由以上文献可 以 看出许振 良、 张振的胶束 强化超 滤技术在处理 Cd2+ 、 Zn + 的效果, 要明显强于其他的离子。另外, 王飞的海藻酸钠一 超滤组合工艺处理效果不错, 海藻 酸钠来源广泛, 天然环保。胶束强化超滤技术、 藻酸 钠一 超滤组合工艺是值得采用和改进的技术 。

  3纳滤膜技术(NF )

  纳滤膜分离技术是介于超滤和反渗透技术之间 的以压力为驱动的新型的膜的分离技术。其有效分 离范围在 0. 001—0. O1 m, 运行压力一 般为 3. 5— 30bar 。 薛莉娉[1 妇 等利用 NF90-2540 型卷式纳滤膜处 理 Cu。 十 废水。讨论了操作压力、 运行时间、 浓缩过 程等参数对 Cu2 +去除率的影响。结果表明: 操作压 力 o. 8MPa、 运行时间为 2. 5h 时, 随着浓缩过程的 进行对 Cu + 的截留率均大于 98 。Nasr-Eddine BelkhoucheE 姐 ] 等 采 用 Nanomax-50 纳 滤 膜 处 理 Zn +废水。研究了pH 值、 运行压力对 Zn抖去除率 的影响。实验结果表明: 当 pH 值为 5 时、 运行压力 为 5 Bar, ZE 十去除率达 99 。钟常明[珀 ] 等利用 DK 2540纳滤膜处理含 Pb抖 的矿山酸性废水 。在 pH 值为 10. 5 时, pb2 + 的截留率几乎为 i 00 。薛 莉娉[M ] 采用 NF90— 2540 型卷式纳滤膜处理 Ni +废 水。结果表明: 在 pH 值为 7. 1、 温度为 2O℃、 进水 流量为 1000L/ h, 在试验的操作 压力 和母液浓度范 围内, Ni +截留率在 98 以上。李清雪[1 5 ]等采用纳 滤组合工艺 (微滤一 活性炭过滤一 微滤一 纳滤) , 利用 NF270— 4040 的聚酰胺 膜 处理 含 Cd + 的二沉池废 水 。实验结果表 明 : 纳滤组 合工艺对 Cd + 为 86. 73 。 纳滤膜一种截留粒子精度较高的膜工艺。与微 滤膜 、 超滤膜相 比、 纳滤膜在正常的情况下 , 也能处 理重金属废水。如文献 15, 李清雪在没有调节 pH 值的情况下, 纳滤膜对 Cd。 + 的截留率达 86.73 。 转载请注明出处: http://www.chndk.com/view-59839-1.html

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