鎘(Ⅱ)-酚復合污染廢水的膠團強化超濾研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、膠團強化超濾工藝具有易維護運營、資金投入少、處理水質(zhì)穩(wěn)定等諸多優(yōu)點,可廣泛地應用于水體重金屬、有機物污染的治理;現(xiàn)有水污染呈現(xiàn)出明顯的復合性(重金屬與有機物共存)、污染濃度低的特征,膠團強化超濾技術(shù)可同時滿足上述水處理要求。膠團強化超濾技術(shù),具備諸多優(yōu)點的同時,也存在著制約其工業(yè)化發(fā)展的不利因素:離子型表面活性劑使用量大,易導致滲透液表面活性劑含量超標,從而引發(fā)二次污染。
  本研究以減少陰離子表面活性劑投加量、節(jié)約成本開支、優(yōu)化

2、操作條件為目的,探索了重金屬-有機物復合廢水的膠團強化超濾處理過程。以鎘(Ⅱ)、苯酚為模擬廢水的研究對象,以陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)以及非離子表面活性劑十二烷基聚乙二醇醚(Brij35)為膠團生成源,以聚砜中空纖維膜為超濾膜,研究了單一及復合污染物的膠團強化超濾(MEUF)技術(shù)及濃縮液的回收,得到如下結(jié)果:
  (1)單一重金屬鎘(Ⅱ)污染廢水的膠團強化超濾。單一表面活性劑情況下,當SDS=0~2000mg/L時,

3、Cd(Ⅱ)的去除率和SDS的進料濃度呈正相關(guān),最大去除率分別為99.67%(Cd(Ⅱ)=20mg/L)、93.45%(Cd(Ⅱ)=50mg/L),Cd(Ⅱ)濃度越低處理效果越好;混合表面活性劑情況下,Brij35的加入,可有效降低表面活性劑的CMC值。當SDS=1mM、3mM時,鎘(Ⅱ)的去除率均隨表面活性劑濃度的增大而先增后減,最大去除率分別為72.12%、98.34%,即當SDS=3mM時,Brij35/SDS=0.3為最優(yōu)配比;最

4、優(yōu)復配比條件下,相同表面活性劑濃度的Brij35/SDS復配體系對Cd(Ⅱ)的去除率高于單一SDS體系,且當表面活性劑總濃度達到300mg/L時,去除情況顯著。通過對表面活性劑的混合摩爾比,總濃度對滲透通量、滲透液重金屬鎘離子濃度的影響實驗分析可知,在0.07MPa壓力下,室溫,pH<7,Brij35/SDS=0.3,總濃度300mg/L為膠團強化超濾去除水溶液中Cd(Ⅱ)的最優(yōu)條件。
  (2)單一酚類污染廢水的膠團強化超濾。單

5、一SDS溶液對苯酚的膠團強化超濾,隨CSDS的增加,苯酚去除率基本保持在50%左右,無顯著的規(guī)律性變化;SDS濃度高于1CMC時,苯酚的截留情況未有明顯提高?;旌夏z團對苯酚的膠團強化超濾,隨著Brij35比例的增大,苯酚的去除率呈現(xiàn)上升趨勢,SDS=1、2、3mM時,苯酚的最大去除率分別為42.04%、54.56%、56.26%;與單一SDS的去除情況對比,混合表面活性劑對苯酚的去除無顯著優(yōu)勢。濃縮液苯酚濃度隨著表面活性劑濃度以及B/S

6、比例的增大而逐漸增大,當SDS=2mM時,苯酚的截留液濃縮濃度最高。滲透通量與進料液濃度的變化呈負相關(guān),隨著表面活性劑的增多面逐漸降低。
  (3)鎘(Ⅱ)—酚模擬廢水的膠團強化超濾。隨著SDS摩爾濃度的增加(從1mM到3mM),Cd(Ⅱ)的去除率顯著增大;當SDS不低于2mM時,鎘離子的去除率就已高于95%,并分別在B/S=0.3、0.5處出現(xiàn)最高點;SDS=3mM的去除情況在三種SDS濃度中最優(yōu);隨著SDS摩爾濃度的增加(從2

7、mM到3mM),苯酚的去除率顯著增大,但在SDS=1mM時略微減少,截留效果差,滲透液殘留濃度過高。二者去除率高于單一污染物的情況。Cd(Ⅱ)濃度相同的進料液,就濃縮效果而言,復合污染的濃縮情況較單一污染更好,膜所截留的污染物更多;在苯酚濃度相同的進料液情況下,復合污染的濃縮效果要遠高于二單一污染,膜所截留的苯酚污染物更多。當滲透壓維持在0.07MPa不變,隨著Brij35/SDS摩爾濃度比值的增大,SDS=2~3mM時滲透通量急速下降

8、,而SDS=1mM時滲透通量下降趨勢較緩慢。采用非離子與陰離子表面活性劑復配的MEUF能夠有效提高污染物截留率,減少SDS的用量。實驗所得去除鎘離子和苯酚的最優(yōu)MEUF方法如下:在操作壓力為0.07MPa時,Brij35/SDS的摩爾濃度比選取0.5,總表面活性劑濃度為1700mg/L。
  (4)復合污染膠團強化超濾后濃縮液的回收。NaOH沉淀Cd(Ⅱ)最優(yōu)摩爾配比為2.5∶1,沉淀達到最大值99.7%。對模擬濃縮液采用先萃取后

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