納濾膜處理礦山廢水中重金屬離子的實驗研究.pdf

1、采礦行業(yè)的迅猛發(fā)展造成水資源污染日益加劇,環(huán)保、高效的膜分離技術(shù)因?qū)U水有較高的回收率而受到廣泛重視。由于膜分離技術(shù)在礦山廢水治理方面的研究和應(yīng)用少,因此,采用膜法對處理礦山廢水進行深入研究很有必要。本文采用自行研制的納濾小試裝置,考察了納濾膜對模擬礦山廢水和實際礦山廢水的處理效果和不同清洗方式對受污染納濾膜滲透水通量恢復(fù)的影響,并對工業(yè)化應(yīng)用納濾工藝處理實際廢水的成本進行了簡要估算。
　　 首先根據(jù)課題的需要,自行設(shè)計了納濾小

2、試裝置流程,在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了對小試納濾裝置的開發(fā)和調(diào)試。研制出的小試納濾實驗裝置具有在2MPa的高壓下納濾膜組件密封性良好,在0.2～2.0MPa的壓力范圍內(nèi)操作壓力穩(wěn)定性好,能同時實現(xiàn)對壓力和流量的調(diào)節(jié)等特點,此外,通過將組態(tài)軟件與實驗裝置相結(jié)合,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的在線監(jiān)控、采集和處理。
　　 其次,通過考察DL、UTC-60、NF70、DK、NF-301、礦山廢水專用膜等六種納濾膜的純水通量大小,對納濾膜進行了初步篩選,然后針對模

3、擬礦山廢水進行了膜法操作因素(壓力、溫度、流量、pH)對納濾膜分離性能的影響研究。實驗結(jié)果表明,DL和UTC-60膜對模擬廢水中的Cu2+、Cd2+、Zn2+離子具有較高的截留率,在低于1.2MPa的壓力下,DL膜對Cu2+、Cd2+、Zn2+的截留率均大于88％,UTC-60膜在0.4～1.6MPa的實驗壓力下對Cu2+、Cd2+、Zn2+的截留率均大于90％；DL和UTC-60膜的滲透水通量隨操作壓力升高呈線性增加,而重金屬離子的截

4、留率呈下降趨勢；在20～40℃的實驗溫度范圍內(nèi),DL和UTC-60膜的滲透水通量隨溫度升高而增大,溫度對這兩種膜金屬離子截留率的影響很小,金屬離子截留率在92％～95％內(nèi)變化；進料流量對納濾膜的滲透水通量和金屬離子截留率均無明顯影響；當(dāng)pH大于5時,溶液中的Cu2+、Cd2+、Zn2+離子和OH-形成可溶性絡(luò)合物,導(dǎo)致金屬離子截留率上升。
　　 在膜清洗實驗中,分別考察了水力清洗和化學(xué)清洗對受污染納濾膜滲透水通量的恢復(fù)效果。在進

5、行水力清洗過程中,采用正交實驗考察了清洗壓力、清洗時間及清洗流量三因素對膜滲透水通量恢復(fù)的影響,實驗結(jié)果顯示,清洗壓力對膜滲透水通量恢復(fù)的影響最大,在低壓高流量的條件下清洗效果最佳,在0.2MPa,30L／h條件下,水力清洗60min后膜的通量恢復(fù)率為89.2％。選擇適宜的化學(xué)清洗劑在低壓高流量的條件下對受污染的納濾膜進行清洗后,膜純水通量得到明顯的恢復(fù)。在0.2MPa,30L／h條件下,1％EDTA-2Na清洗30min后,膜滲透水通

6、量恢復(fù)率達到97.4％,使用O.1％鹽酸清洗60min后膜滲透水通量恢復(fù)率也達到94％以上。
　　 在考察DL和UTC-60膜對實際礦山廢水的處理效果實驗中,同樣考察了操作壓力、溫度、流量、pH對DL和UTC-60膜分離性能的影響。實驗結(jié)果表明,與處理模擬廢水相比,DL和UTC-60膜在處理實際廢水過程中滲透水通量下降了約30％～50％左右；在0.4～1.6MPa的壓力范圍內(nèi),UTC-60膜對Cd2+、Ca2+離子的截留率低于8