殼聚糖絡(luò)合-超濾耦合工藝對溶液中重金屬去除的研究.pdf

1、重金屬污染物來源廣、易蓄積、殘毒時間長、且不能生物降解,對水生生物和人體健康有較大的負(fù)面影響。重金屬廢水的傳統(tǒng)處理方法主要有化學(xué)法、離子交換和吸附等,它們只是簡單轉(zhuǎn)移重金屬,不能徹底解決污染問題,更不能回收和循環(huán)利用。許多領(lǐng)域所產(chǎn)生的廢水中含有低濃度重金屬,而且排放量又相當(dāng)大,傳統(tǒng)處理方法很難從這些大量低濃度廢水中經(jīng)濟(jì)地回收重金屬。在當(dāng)今水資源日益緊張和排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格的形勢下,以廢水回用和重金屬回收為目的的水溶性大分子聚合物絡(luò)合-超濾

2、耦合技術(shù)可長期、經(jīng)濟(jì)和有效地處理重金屬廢水,對緩解資源緊張和減輕環(huán)境污染有著積極的意義。本文研究水溶性聚合物絡(luò)合-超濾耦合技術(shù)去除溶液中重金屬離子。采用殼聚糖為聚合物絡(luò)合重金屬離子,通過聚醚砜超濾膜實現(xiàn)分離。在揭示殼聚糖溶液絡(luò)合-超濾去除重金屬離子原理的基礎(chǔ)上,圍繞殼聚糖-重金屬離子絡(luò)合物截留特性、絡(luò)合物解離、膜污染及膜清洗等方面,系統(tǒng)探討絡(luò)合-超濾耦合過程的參數(shù)優(yōu)化、超濾過程中的膜阻力構(gòu)成,考察多種因素對殼聚糖絡(luò)合-超濾去除重金屬離子

3、的影響,以及多種膜清洗方法對膜污染的清洗效果,并采用酸解-超濾過程回收殼聚糖,考察回用殼聚糖對重金屬離子的去除效果。首先,選用聚醚砜超濾膜,以殼聚糖為絡(luò)合劑絡(luò)合-超濾去除溶液中重金屬離子Pb2+和Ni2+。考察了溶液pH值、重金屬離子/殼聚糖裝載量比、離子強(qiáng)度和Ca2+各因素對重金屬離子截留率的影響,同時研究了重金屬離子截留率及膜通量隨超濾濃縮時間的變化情況。結(jié)果表明,溶液pH是決定絡(luò)合-超濾耦合過程能否進(jìn)行的關(guān)鍵因素。在適合的pH值、

4、重金屬離子/殼聚糖裝載量比條件下,絡(luò)合-超濾耦合工藝對重金屬離子的截留率可以達(dá)到很高的水平。在pH為6.0,Pb2+/殼聚糖裝載量比為0.25時,絡(luò)合-超濾耦合過程對溶液中Pb2+的截留率達(dá)99％以上;在pH為8.0,Ni2+/殼聚糖裝載量比為0.25時,絡(luò)合-超濾耦合過程對溶液中Ni2+的截留率接近60%。溶液離子強(qiáng)度和Ca2+的增加均不利于絡(luò)合-超濾耦合過程對重金屬離子的去除,都會導(dǎo)致重金屬離子去除率的降低。結(jié)果表明,在超濾過程中,

5、膜污染主要由殼聚糖-重金屬離子絡(luò)合物覆蓋沉積引起。采用幾種清洗劑對膜污染進(jìn)行清洗,發(fā)現(xiàn)pH=2.0的HNO3溶液對膜污染的清洗效果最好。清洗之后,受污染膜的膜通量提高到接近新鮮膜的水平,達(dá)到重復(fù)使用的要求,可望為工程應(yīng)用節(jié)省耗材成本。最后,對絡(luò)合物濃縮液中的殼聚糖進(jìn)行回用。對濃縮的殼聚糖-重金屬離子絡(luò)合物進(jìn)行酸化解絡(luò)之后,進(jìn)一步采用全過濾過程回收殼聚糖?；厥盏臍ぞ厶欠謩e用于絡(luò)合-超濾耦合過程去除溶液中Pb2+和Ni2+。在所選擇的參數(shù)條