納濾膜對廢水中不同鉻離子分離特性的研究
摘 要:采用納(na)濾(lv)膜(mo)在(zai)室溫條件下(xia)對(dui)(dui)含鉻(ge)(ge)廢水(shui)進行(xing)處(chu)理(li)。探(tan)討了(le)鉻(ge)(ge)的不同形(xing)態(tai)、進料溶液(ye)中鉻(ge)(ge)離(li)子(zi)濃(nong)度(du)、膜(mo)兩(liang)(liang)側(ce)壓力對(dui)(dui)除鉻(ge)(ge)效果的影響。結果表明:在(zai)實驗(yan)條件下(xia)納(na)濾(lv)膜(mo)對(dui)(dui)Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的去除率(lv)都(dou)很高(gao),均大于90%,且Cr(Ⅵ)去除率(lv)稍微大于Cr(Ⅲ)的去除率(lv)。隨著進料廢水(shui)中鉻(ge)(ge)離(li)子(zi)濃(nong)度(du)升高(gao)或膜(mo)兩(liang)(liang)側(ce)壓力的增加,納(na)濾(lv)膜(mo)對(dui)(dui)其去除率(lv)均有一定程(cheng)度(du)的下(xia)降。
Cr(Ⅵ)在(zai)電鍍、印染、材(cai)料、化工等(deng)領域都有著(zhu)廣泛的(de)工業用(yong)途,對皮膚粘(zhan)膜(mo)(mo)有刺(ci)激(ji)和腐蝕的(de)作(zuo)用(yong),已被確認為致癌物(wu)。目前,含 Cr(Ⅵ)廢(fei)水的(de)處理方法(fa)(fa)主要有 2 種(zhong):一(yi)種(zhong)是改變 Cr(Ⅵ)在(zai)水中(zhong)(zhong)的(de)存(cun)在(zai)形態, 將(jiang) Cr(Ⅵ)離子(zi)轉變成 Cr(Ⅲ),使溶(rong)解性的(de)金(jin)屬離子(zi)轉變為不(bu)(bu)溶(rong)或難溶(rong)的(de)金(jin)屬化合物(wu),從廢(fei)水中(zhong)(zhong)去(qu)除;另(ling)一(yi)種(zhong)是不(bu)(bu)改變 Cr(Ⅵ)的(de)存(cun)在(zai)形態,采用(yong)萃取法(fa)(fa)、吸附法(fa)(fa)、液膜(mo)(mo)分離法(fa)(fa)等(deng)直接將(jiang) Cr(Ⅵ)從廢(fei)水中(zhong)(zhong)除去(qu)。Cr(Ⅲ)是人體(ti)必須的(de)微(wei)量(liang)元(yuan)素,在(zai)肌體(ti)的(de)糖代(dai)謝和脂(zhi)代(dai)謝中(zhong)(zhong)發(fa)揮特(te)殊作(zuo)用(yong),但 Cr(Ⅲ)和 Cr(Ⅵ)可以相互(hu)轉化,溶(rong)液中(zhong)(zhong)過高濃(nong)度的(de) Cr(Ⅲ)也會對環境(jing)造成潛在(zai)的(de)危(wei)害。 采用(yong)納(na)濾膜(mo)(mo)同時考(kao)察對 Cr(Ⅵ)和 Cr(Ⅲ)的(de)截(jie)留(liu)(liu)(liu)性能鮮見報道,本(ben)文采用(yong)納(na)濾膜(mo)(mo)對溶(rong)液中(zhong)(zhong)不(bu)(bu)同形態鉻離子(zi)的(de)分離特(te)性進行研究,并(bing)分析了(le)其截(jie)留(liu)(liu)(liu)機理,提出(chu)了(le)采用(yong)納(na)濾膜(mo)(mo)實現對溶(rong)液中(zhong)(zhong)Cr(Ⅵ)和 Cr(Ⅲ)同時截(jie)留(liu)(liu)(liu)的(de)可能性。
1 實驗部分(fen)
1.1 實驗材料
重鉻酸(suan)鉀(分析純(chun)) ,天(tian)津市科密歐化學試劑(ji)開(kai)發(fa)中心;硝酸(suan)鉻(分析純(chun)) ,北京(jing)五(wu)七(qi)六零一(yi)化工廠;去離子水;納(na)濾膜由上海(hai)亞東(dong)核級樹(shu)脂(zhi)有限(xian)公司提供。
1.2 實驗裝置(zhi)與(yu)實驗方(fang)法
實驗裝置(zhi)由浙(zhe)江中(zhong)控(kong)(kong)科教儀器設備有限(xian)公司生產。實驗研究(jiu)了納(na)濾膜對(dui)不同價態鉻離子(zi)(zi)的(de)截留性(xing)能,納(na)濾膜為復合材質,表層材料為聚芳(fang)香酰胺,支撐(cheng)層為聚砜,膜面積為 0.4 m2。透過實驗裝置(zhi)如(ru)圖 1 所示,實驗過程中(zhong)控(kong)(kong)制溫度恒定為25 ℃,操作(zuo)壓力為 0.30~0.55 MPa,溶液中(zhong)鉻離子(zi)(zi)濃度采用島津(jin) A-6300原子(zi)(zi)吸收分光光度計 (日本島津(jin)公司)進(jin)行檢測(ce)。
1.3 膜通量和截(jie)留率
膜(mo)通(tong)量(J)是用來表征膜(mo)組(zu)件工作能(neng)力的(de)重要(yao)參數(shu),計算公(gong)式(shi)如下:
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結論
考(kao)察不(bu)(bu)同壓力及(ji)不(bu)(bu)同料液濃(nong)度(du)下納濾(lv)膜對(dui)(dui)Cr(Ⅵ)和(he)Cr(Ⅲ)的(de)(de)(de)去(qu)除(chu)效果。結果發現:納濾(lv)膜對(dui)(dui)Cr(Ⅵ)和(he)Cr(Ⅲ)的(de)(de)(de)去(qu)除(chu)率(lv)均大(da)于90%, 且Cr(Ⅵ)去(qu)除(chu)率(lv)稍(shao)微大(da)于 Cr(Ⅲ)的(de)(de)(de)去(qu)除(chu)率(lv)。 當(dang)進料廢(fei)水中鉻(ge)離子濃(nong)度(du)從 4 mg/L 增加到 20 mg/L 時,Cr(Ⅵ) 的(de)(de)(de)截(jie)留(liu)率(lv)從 99.67%降(jiang)低(di)(di)至98.04%, Cr(Ⅲ)的(de)(de)(de)截(jie)留(liu)率(lv)從 96.93%降(jiang)低(di)(di)至 96.31%;當(dang)膜兩側壓力從 0.3 MPa 增加至0.5 MPa 時,納濾(lv)膜對(dui)(dui)其去(qu)除(chu)率(lv)均有一定程度(du)的(de)(de)(de)下降(jiang),Cr(Ⅵ) 的(de)(de)(de)截(jie)留(liu)率(lv)從 99.61%降(jiang)低(di)(di)至 98.44%,Cr(Ⅲ)的(de)(de)(de)截(jie)留(liu)率(lv)從 96.74%降(jiang)低(di)(di)至95.32%。

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