聚合物强化超滤处理重金属废水

论文摘要

重金属废水毒性大,聚合物强化超滤通过对废水中重金属离子的浓缩与分离,以实现从低浓度废水对重金属的回收,既减轻了重金属对环境的污染又实现了变废为宝。本文选用丙烯酸-马来酸共聚物（PMA-100）为络合剂,采用聚合物强化超滤技术分别处理了含铬、铜、镍、镉离子的模拟废水。研究了聚合物/金属离子质量比（P/M）、溶液pH、盐浓度、运行时间等对重金属截留效果的影响。结果表明：溶液pH值、P/M、盐浓度对铬、铜、镍、镉离子截留率影响很大；在一定P/M条件下,适当提高溶液pH值有利于金属离子的截留；在一定pH条件下,金属离子的截留率随P/M的增加而增加；实现铬、铜、镍、镉单离子溶液有效截留的最佳溶液pH值分别为5.0、5.3、6.0、5.8,较佳P/M值为7、6、7、6；当外加盐浓度增大时,金属离子截留率逐渐降低；研究还表明小分子竞争络合剂的存在使铬、镍截留率下降。此外还考察了聚合物强化超滤选择性分离重金属的研究,对比研究了铜、镍混合金属离子溶液和单离子金属离子溶液的截留率。结果表明：聚合物/金属离子质量比和溶液pH值对选择性分离效果影响明显,在混合溶液P/M=3、pH=5.3时,铜、镍离子的选择性分离系数大于260；外加盐的存在可影响铜、镍金属离子与聚合物之间的相互作用,从而实现两者的分离。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 重金属废水概述
• 1.1.1 水体中重金属的来源
• 1.1.2 水体中重金属的危害
• 1.1.3 我国重金属废水污染现状
• 1.2 重金属废水的处理
• 1.2.1 化学沉淀法
• 1.2.2 氧化还原法
• 1.2.3 电解法
• 1.2.4 离子交换法
• 1.2.5 溶剂萃取法
• 1.2.6 吸附法
• 1.2.7 反渗透和纳滤技术
• 1.2.8 电去离子技术
• 1.2.9 超滤
• 1.3 聚合物强化超滤处理重金属废水
• 1.3.1 聚合物强化超滤的原理
• 1.3.2 聚合物强化超滤去除溶液中重金属的研究
• 1.3.3 膜污染
• 1.3.4 聚合物再生和金属回收
• 1.3.5 存在的问题及展望
• 1.4 本课题研究意义与内容
• 1.4.1 研究意义
• 1.4.2 研究内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 膜及膜组件
• 2.2 实验仪器与药品
• 2.3 实验内容
• 2.3.1 丙烯酸-马来酸溶液的预处理
• 2.3.2 聚合物强化超滤处理单金属离子废水
• 2.3.3 重金属离子选择性分离实验
• 2.4 分析方法
• 2.4.1 丙烯酸-马来酸共聚物浓度的测定
• 2.4.2 镉离子浓度的测定
• 2.4.3 镍离子浓度的测定
• 2.4.4 铜离子浓度的测定
• 2.4.5 铬离子浓度的测定
• 2.4.6 渗透通量的测定
• 2.4.7 压差的测定
• 2.4.8 pH的测定
• 2.4.9 膜性能测定
• 第三章 聚合物强化超滤处理单一重金属离子废水
• 3.1 丙烯酸-马来酸共聚物溶液的预处理
• 3.2 聚合物/重金属离子质量比（P/M）对重金属截留率（R）的影响
• 3.3 溶液pH值对金属离子截留率的影响
• 3.4 盐浓度对金属离子截留率的影响
• 3.5 柠檬酸对金属离子截留率R的影响
• 3.6 运行时间对膜通量的影响
• 3.7 操作压力对膜通量的影响
• 3.8 小结
• 第四章 聚合物强化超滤对多元重金属废水的选择性分离
• 4.1 P/M值对铜、镍两种金属离子选择性分离的影响
• 4.2 pH值对铜、镍两种金属离子选择性分离的影响
• 4.3 盐浓度对铜、镍两种金属离子选择性分离的影响
• 4.4 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文