鎘(Ⅱ)-酚復(fù)合污染廢水的膠團(tuán)強(qiáng)化超濾研究.pdf

1、膠團(tuán)強(qiáng)化超濾工藝具有易維護(hù)運(yùn)營(yíng)、資金投入少、處理水質(zhì)穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)，可廣泛地應(yīng)用于水體重金屬、有機(jī)物污染的治理;現(xiàn)有水污染呈現(xiàn)出明顯的復(fù)合性（重金屬與有機(jī)物共存）、污染濃度低的特征，膠團(tuán)強(qiáng)化超濾技術(shù)可同時(shí)滿足上述水處理要求。膠團(tuán)強(qiáng)化超濾技術(shù)，具備諸多優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也存在著制約其工業(yè)化發(fā)展的不利因素:離子型表面活性劑使用量大，易導(dǎo)致滲透液表面活性劑含量超標(biāo)，從而引發(fā)二次污染。
　　本研究以減少陰離子表面活性劑投加量、節(jié)約成本開支、優(yōu)化

2、操作條件為目的，探索了重金屬-有機(jī)物復(fù)合廢水的膠團(tuán)強(qiáng)化超濾處理過程。以鎘(Ⅱ)、苯酚為模擬廢水的研究對(duì)象，以陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)以及非離子表面活性劑十二烷基聚乙二醇醚(Brij35)為膠團(tuán)生成源，以聚砜中空纖維膜為超濾膜，研究了單一及復(fù)合污染物的膠團(tuán)強(qiáng)化超濾(MEUF)技術(shù)及濃縮液的回收，得到如下結(jié)果:
　　(1)單一重金屬鎘(Ⅱ)污染廢水的膠團(tuán)強(qiáng)化超濾。單一表面活性劑情況下，當(dāng)SDS=0～2000mg/L時(shí)，

3、Cd(Ⅱ)的去除率和SDS的進(jìn)料濃度呈正相關(guān)，最大去除率分別為99.67％(Cd(Ⅱ)=20mg/L)、93.45％(Cd(Ⅱ)=50mg/L)，Cd(Ⅱ)濃度越低處理效果越好;混合表面活性劑情況下，Brij35的加入，可有效降低表面活性劑的CMC值。當(dāng)SDS=1mM、3mM時(shí)，鎘(Ⅱ)的去除率均隨表面活性劑濃度的增大而先增后減，最大去除率分別為72.12％、98.34％，即當(dāng)SDS=3mM時(shí)，Brij35/SDS=0.3為最優(yōu)配比;最

4、優(yōu)復(fù)配比條件下，相同表面活性劑濃度的Brij35/SDS復(fù)配體系對(duì)Cd(Ⅱ)的去除率高于單一SDS體系，且當(dāng)表面活性劑總濃度達(dá)到300mg/L時(shí)，去除情況顯著。通過對(duì)表面活性劑的混合摩爾比，總濃度對(duì)滲透通量、滲透液重金屬鎘離子濃度的影響實(shí)驗(yàn)分析可知，在0.07MPa壓力下，室溫，pH＜7，Brij35/SDS=0.3，總濃度300mg/L為膠團(tuán)強(qiáng)化超濾去除水溶液中Cd(Ⅱ)的最優(yōu)條件。
　　(2)單一酚類污染廢水的膠團(tuán)強(qiáng)化超濾。單

5、一SDS溶液對(duì)苯酚的膠團(tuán)強(qiáng)化超濾，隨CSDS的增加，苯酚去除率基本保持在50％左右，無(wú)顯著的規(guī)律性變化;SDS濃度高于1CMC時(shí)，苯酚的截留情況未有明顯提高?；旌夏z團(tuán)對(duì)苯酚的膠團(tuán)強(qiáng)化超濾，隨著Brij35比例的增大，苯酚的去除率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，SDS=1、2、3mM時(shí)，苯酚的最大去除率分別為42.04％、54.56％、56.26％;與單一SDS的去除情況對(duì)比，混合表面活性劑對(duì)苯酚的去除無(wú)顯著優(yōu)勢(shì)。濃縮液苯酚濃度隨著表面活性劑濃度以及B/S

6、比例的增大而逐漸增大，當(dāng)SDS=2mM時(shí)，苯酚的截留液濃縮濃度最高。滲透通量與進(jìn)料液濃度的變化呈負(fù)相關(guān)，隨著表面活性劑的增多面逐漸降低。
　　(3)鎘(Ⅱ)—酚模擬廢水的膠團(tuán)強(qiáng)化超濾。隨著SDS摩爾濃度的增加(從1mM到3mM)，Cd(Ⅱ)的去除率顯著增大;當(dāng)SDS不低于2mM時(shí)，鎘離子的去除率就已高于95％，并分別在B/S=0.3、0.5處出現(xiàn)最高點(diǎn);SDS=3mM的去除情況在三種SDS濃度中最優(yōu);隨著SDS摩爾濃度的增加(從2

7、mM到3mM)，苯酚的去除率顯著增大，但在SDS=1mM時(shí)略微減少，截留效果差，滲透液殘留濃度過高。二者去除率高于單一污染物的情況。Cd(Ⅱ)濃度相同的進(jìn)料液，就濃縮效果而言，復(fù)合污染的濃縮情況較單一污染更好，膜所截留的污染物更多;在苯酚濃度相同的進(jìn)料液情況下，復(fù)合污染的濃縮效果要遠(yuǎn)高于二單一污染，膜所截留的苯酚污染物更多。當(dāng)滲透壓維持在0.07MPa不變，隨著Brij35/SDS摩爾濃度比值的增大，SDS=2～3mM時(shí)滲透通量急速下降

8、，而SDS=1mM時(shí)滲透通量下降趨勢(shì)較緩慢。采用非離子與陰離子表面活性劑復(fù)配的MEUF能夠有效提高污染物截留率，減少SDS的用量。實(shí)驗(yàn)所得去除鎘離子和苯酚的最優(yōu)MEUF方法如下:在操作壓力為0.07MPa時(shí)，Brij35/SDS的摩爾濃度比選取0.5，總表面活性劑濃度為1700mg/L。
　　(4)復(fù)合污染膠團(tuán)強(qiáng)化超濾后濃縮液的回收。NaOH沉淀Cd(Ⅱ)最優(yōu)摩爾配比為2.5∶1，沉淀達(dá)到最大值99.7％。對(duì)模擬濃縮液采用先萃取后