络合-超滤技术处理镍离子废水

摘要

重金属废水容易对环境造成污染，对人体和生物具有极大的危害性，目前处理重金属废水的方法方法很多，但是这些方法都有各自的缺点和不足。膜分离技术作为一种高新技术在废水处理领域已有广泛的研究和探索，由于具有分离效率高、无相变、节能环保、设备简单、操作简便等特点，膜分离技术在水处理领域具有相当的技术优势，已成为废水处理领域不可缺少的技术之一。 络合-超滤技术是一种新型的处理重金属离子废水的技术。目前国内外对该技术虽有研究，但是多采用切割分子量上万的超滤膜元件。本实验首次采用切割分子量为6K的中空纤维超滤膜元件，以人工合成方法制得的聚丙烯酸作为配体，考察络合-超滤技术对废水中镍离子的去除，并且考察了对浓缩液中聚丙烯酸配体的回收利用。 对于切割分子量为6K的超滤膜元件，其分离机理不仅是简单的筛分，而且还需考虑膜表面的化学性质对超滤过程的影响。试验中较为全面地考察了工艺参数对超滤过程的影响。随着操作压力的提高，超滤膜的渗透通量增加，二者基本成直线关系。超滤膜在低操作压力时工作效率较低，而过高的操作压力下产水量不仅不会线性增加，而且很有可能对超滤膜元件造成损害。因此要选择一个合适的操作压力，既能够有效地利用膜的过滤性能，又不至于造成膜压密现象，造成无谓的能耗。从实验结果来看，压力介于0.3MPa～0.45MPa之间是比较理想的。 由人工合成方法制备的作为大分子配体的聚丙烯酸，采用黏度法测量了其黏均分子量，考察了超滤膜截留效率与其截留分子量之间的关系。实验结果表明，络合-超滤技术设备简单、操作方便、适合处理低浓度金属离子废水且分离效率高，处理后出水水质好，并且能够通过进一步处理后能够将浓缩液中的金属以及大分子配体回收利用，具有很好的经济效益。在pH为3～9范围内考察pH值对去除率的影响。发现对Ni2+的去除效率随pH的升高而增大，当pH值为7时此时去除率就可达到90％以上。当添加的聚丙烯酸体积占进水总体积的5％时，对实验水样中镍离子的去除率可达到95％以上。1-1型电解质NaCl溶液与1-2型电解质溶液(NH4)2SO4的浓度改变对Ni2+的去除率的影响是不同的。原因在于二者与聚丙烯酸的配位能力不同。 最后实验考察了对聚丙烯酸配体的回收利用。发现采用泥炭作为吸附剂可将超滤过程浓缩的Ni2+与聚丙烯酸配合物分离。其中Ni2+被泥炭吸附，而聚丙烯酸则从浓缩液中分离出来得以重新利用。

目录

文摘

英文文摘

声明

引言

1 文献综述

1.1世界水资源问题及我国水资源现状

1.2水资源重金属污染概况

1.3重金属离子的危害

1.4重金属污染的来源

1.5重金属废水处理原则

1.6重金属废水处理方法

1.7膜分离技术简介

1.8浓差极化和膜污染

1.9本课题的意义和任务

2实验仪器和方法

2.1实验仪器和药品

2.2原子吸收分光光度法对镍离子浓度的测定

2.3黏度法测量聚丙烯酸的黏均分子量

3超滤膜性能的研究

3.1超滤膜性能指标

3.2材料与设备

3.3结果与分析

3.4小结

4络合-超滤技术对含镍离子废水的处理

4.1 实验方法

4.2络合-超滤过程结果与讨论

4.3小结

5超滤分离模型

5.1微孔模型

5.2浓差极化及凝胶层阻力模型

5.3渗透压模型

6.PAA的回收利用

6.1我国泥炭资源概况

6.2泥炭对镍离子的吸附

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢