不同pH值下重金属的形态及MEUF法对其去除机理的研究

摘要

胶团强化超滤(MEUF)是一种表面活性剂和超滤相结合的处理含重金属或有机污染物废水的新型技术。与传统的超滤技术相比，它具有去除率高、能耗低、成本低、操作简单等优点。影响胶团强化超滤去除效果的因素主要有表面活性剂的种类和浓度、污染物的浓度、pH值、压力、电解质等。其中，pH值对膜、表面活性剂以及重金属离子的形态等均有一定影响。重金属的存在形态影响着它的迁移转化以及生物对金属的可利用性，同时，各种形态的重金属的成因及其所参与的生物和化学过程均有差异。不同形态的金属离子与表面活性剂的吸附能力不同，从而超滤实验的去除率会有较大的差异。因此，重金属形态的研究对于环境评价和探讨重金属的迁移转化规律都有着十分重要的意义。
　　本文使用聚醚砜超滤膜进行超滤，十二烷基硫酸钠(SDS)作为表面活性剂对不同pH值下重金属的离子形态及MEUF法对其去除效果进行了研究。研究结果表明:在SDS的浓度为1 CMC，金属离子浓度为50 mg/L，SDS对溶解态的不同形态的铜离子和镉离子均有较高的去除效果，pH大于3时，溶液Cu2+和Cd2+有很高的去除效果，截留率基本维持在90％以上，而对于Zn2+和Pb2+的去除实验中，SDS对带正电荷的不同形态的锌离子和铅离子均有较高的去除效果，pH较大时，沉淀复合物开始发生溶解为带负电荷的金属羟基，因此达到最佳去除效果的pH值的范围是3到10。在去除不同浓度的金属离子的实验中，Cu2+和Zn2+在浓度低于150 mg/L时，具有很高的去除效果。而对于相对较高摩尔质量的Cd2+和Pb2+浓度达到300 mg/L时，去除率依然很高。因此，MEUF法处理重金属的实验中，金属离子的总去除率Rt的高低排序如下:Pb2+＞Cd2+＞ Zn2+＞ Cu2+。
　　以上研究结果表明pH值对重金属离子的形态和MEUF的去除效果都是一个重要的影响因素，为实现超滤法在实际废水中的应用奠定了基础，为去除不同pH值的重金属废水提供了理论依据。

目录

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摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 重金属废水的来源及危害

1．2 重金属的离子形态及检测方法

1．2．1 重金属的离子形态

1．2．2 重金属离子形态的检测方法及发展趋势

1．2．3 MINTEQ程序在环境化学上的应用

1．3 重金属废水的治理技术

1．3．1 化学法

1．3．2 物理化学法

1．3．3 生物法

1．4 胶团强化超滤法的基本技术理论

1．4．1 胶团强化超滤的基本原理

1．4．2 胶团强化超滤的影响因素

1．5 胶团强化超滤法的研究现状及趋势

1．5．1 MEUF的研究现状

1．5．2 MEUF的研究趋势

1．6 本论文的目的及研究内容

第2章 胶团强化超滤实验装置、材料及检测方法

2．1 实验装置和仪器

2．2 实验材料

2．2．1 实验药品和试剂

2．2．2 分析项目及方法

2．3 实验步骤

2．4 膜的清洗

2．5 技术参数

第3章 SDS胶团强化超滤对不同形态的重金属离子的去除效果的研究

3．1 引言

3．2 实验方法

3．2．1 溶液的pH值对二价重金属离子(Cu2+、Cd2+、Zn2+、Pb2+)形态的影响

3．2．2 溶液的pH值对MEUF去除效率的影响

3．3 结果与讨论

3．3．1 溶液的pH值对Cu2+的形态及MEUF去除效率的影响

3．3．2 溶液的pH值对Cd2+的形态及MEUF去除效率的影响

3．3．3 溶液的pH值对Zn2+的形态及MEUF去除效率的影响

3．3．4 溶液的pH值对Pb2+的形态及MEUF去除效率的影响

3．3．5 溶液的pH值对MEUF实验中SDS的去除率的影响

3．4 小结

第4章 pH值对不同浓度的重金属离子的去除效果的研究

4．1 前言

4．2 实验方法

4．3 结果与讨论

4．3．1 溶液pH值对不同浓度的Cu2+的去除效果的影响

4．3．2 溶液pH值对不同浓度的Cd2+的去除效果的影响

4．3．3 溶液pH值对不同浓度的Zn2+的去除效果的影响

4．3．4 溶液pH值对不同浓度的Pb2+的去除效果的影响

4．4 小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文

附录B 攻读硕士学位期间参与的研究课题