基于Donnan滲析的陰離子交換膜分離去除飲用水中Cr(Ⅵ)的研究.pdf

1、由于工業(yè)含鉻廢水的未達(dá)標(biāo)排放和鉻渣的不當(dāng)處置，致使我國部分地區(qū)的飲用水源受到不同程度的Cr(Ⅵ)污染。本課題基于Donnan滲析原理，研究了各實(shí)驗(yàn)條件對陰離子交換膜分離去除飲用水中的Cr(Ⅵ)的影響，并通過正交實(shí)驗(yàn)確定了Cr(Ⅵ)分離的最佳實(shí)驗(yàn)條件，同時(shí)在改進(jìn)分離裝置的基礎(chǔ)上構(gòu)建了陰離子交換膜化學(xué)反應(yīng)器以實(shí)現(xiàn)Cr(Ⅵ)去除的長周期遷移與徹底去除。
　　 實(shí)驗(yàn)所用陰離子交換膜的交換容量為1.65mmol/g(干膜)，含水率為44.

2、08％，固定基團(tuán)濃度為3.74meq/g水。陰離子交換膜使用前需在0.1 mol/L NaCl溶液中浸泡24h，以提高Cr(Ⅵ)的分離效果。分離實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:實(shí)驗(yàn)水溫由10℃升高至25℃時(shí)，Cr(Ⅵ)的分離效果有了較大的提高，而繼續(xù)升高至40℃，分離效果略有改善，后續(xù)實(shí)驗(yàn)水溫確定為25℃。當(dāng)攪拌速度大于500r/min時(shí)，離子交換膜邊界層的傳質(zhì)阻力相對于膜內(nèi)傳質(zhì)阻力則可忽略不計(jì)，后續(xù)實(shí)驗(yàn)攪拌速度確定為500r/min。驅(qū)動(dòng)離子宜選擇單價(jià)

3、且水合半徑小的Cl-，同時(shí)由于同離子對分離效果無影響，受體液宜為相對廉價(jià)和常見的NaCl溶液。隨著受體液濃度的增大，給體池中Cr(Ⅵ)的分離去除率變化不大，但離子通量顯著增大;當(dāng)其濃度大于0.100mol/L后，再增加受體液濃度對Cr(Ⅵ)分離的影響不大。隨著給體液Cr(Ⅵ)初始濃度的增大，給體池中Cr(Ⅵ)的分離去除變化不大，但離子通量的顯著增大。Cr(Ⅵ)在強(qiáng)酸性條件下的分離效果較差，而其在飲用水常規(guī)pH值(6.5～8.5)范圍內(nèi)均

4、能得到較好的分離效果。給體液的進(jìn)水流速越大，給體池中Cr(Ⅵ)的分離去除率越低，但離子通量增大。給體液中共存離子對Cr(Ⅵ)的分離效果的不利影響由大到小依次為:HPO42-＞SO42-＞NO3-＞Cl-;且各共存離子濃度越大時(shí)，其與Cr(Ⅵ)對膜內(nèi)固定基團(tuán)的競爭作用俞強(qiáng);實(shí)際飲用水中背景組分對Cr(Ⅵ)分離的影響不大。正交實(shí)驗(yàn)所得最佳分離條件為受體液為NaCl溶液，受體液濃度為0.1 mol/L，給體液進(jìn)水流速1.0mL/min。