表面活性劑強(qiáng)化超濾處理含亞甲基藍(lán)廢水.pdf

1、在大量的紡織、印染、造紙等廢水中，含有毒與難生物降解有機(jī)染料，對(duì)生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。隨著環(huán)保要求越來(lái)越高，采用傳統(tǒng)方法處理此類廢水在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都難以達(dá)標(biāo)。膠團(tuán)強(qiáng)化超濾(Micellar-Enhanced Ultrailltration，MEUF)是一種將表面活性劑與超濾結(jié)合的新型廢水處理技術(shù)。MEUF法是利用表面活性劑分子的膠團(tuán)化作用和膠團(tuán)的增溶作用，并通過(guò)超濾膜來(lái)實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物分離的。該技術(shù)具有去除效率高、操作壓力低、滲透通量高

2、、能耗低、在室溫下操作、工藝簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的顯著優(yōu)點(diǎn)。
　　 本研究通過(guò)MEUF技術(shù)，采用表面活性劑十二烷基硫酸鈉(Sodium dodecylsulfate，簡(jiǎn)稱SDS)，聚砜中空纖維疏水膜(截留分子量為10000 Dalton)來(lái)處理含有低濃度亞甲基藍(lán)(methylene blue，簡(jiǎn)稱MB)的廢水。亞甲基藍(lán)為陽(yáng)離子型染料，所以選擇帶相反電荷的陰離子型表面活性劑以獲取高效率。中空纖維膜廣泛的應(yīng)用于工業(yè)中，包括廢水處理。

3、這種超濾膜有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，低成本，組件容積小等諸多優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)研究了各種操作參數(shù)(原液SDS濃度、原液MB濃度、操作壓力、溫度、pH和原液NaCl濃度)對(duì)MEUF法增溶截留亞甲基藍(lán)效能的影響。
　　 濃縮液和滲透液中SDS濃度、濃縮液中MB濃度隨著原液SDS濃度(0～72.0mM)的增加而增加。這是因?yàn)殡S著進(jìn)料液中SDS濃度的增加，將自組裝形成更多的SDS膠團(tuán)，有更多的MB分子增溶到膠團(tuán)中，在超濾過(guò)程中被膜截留。隨著原液SDS濃度

4、的增加，滲透通量(J)減小，而膜污染阻力(Rf)增加。當(dāng)原液中MB濃度為2～6 mg/L時(shí)，加入8.0 mM的SDS到溶液中，是有效而經(jīng)濟(jì)的。因?yàn)閷?duì)超濾膜的污染小，SDS的用量和二次污染相對(duì)更低，滲透通量相對(duì)更高。隨著壓力的增加(0.01～0.09 MPa)，MB和SDS的去除率、濃縮液中MB和SDS濃度有微小的降低。溫度會(huì)影響SDS膠團(tuán)的特性，如CMC和增溶空間。溫度從20℃增加到35℃，因?yàn)镾DS膠團(tuán)的增溶空間增大，所以濃縮液中MB

5、的濃度增加。溫度從35℃增加到45℃，濃縮液MB濃度減小，這是因?yàn)闈饪s液中SDS濃度減小，SDS膠團(tuán)數(shù)量更少。溫度對(duì)MB和SDS的去處率影響不大。滲透通量隨著溫度的增加而增加，這有兩方面的原因：當(dāng)溫度升高時(shí)，超濾膜的孔徑變大；溫度升高，溶液的粘度降低，溶液更易于透過(guò)膜。膜污染阻力隨著溫度升高而增加。因?yàn)殡S著滲透通量的增加，溶質(zhì)更容易被輸送到超濾膜表面，以致膜的吸附以及濃差極化作用的增加。pH對(duì)膠團(tuán)強(qiáng)化超濾增溶截留MB的效能影響不大。Na

6、Cl可以提高SDS膠團(tuán)的增溶能力，當(dāng)電解質(zhì)NaCl加入到溶液中，帶有相反電荷的Na+會(huì)使得陰離子型表面活性劑SDS的CMC降低從而增加膠團(tuán)數(shù)量。隨著NaCl濃度增加，濃縮液中SDS和MB的濃度分別增加。MB的去處率保持在99.3％左右。SDS的去處率由63.48％增加到96％。加入NaCl，可以大大的降低SDS的二次污染，減小超濾膜吸附MB的量，同時(shí)不影響滲透液中MB的低濃度。
　　 研究了各控制參數(shù)對(duì)分布常數(shù)(Kd)和膠團(tuán)負(fù)荷

7、(Lm)的影響，反應(yīng)出濃縮液和滲透液中組分濃度的相對(duì)變化程度。通過(guò)測(cè)定Zeta電位，研究了SDS濃度、亞甲基濃度和NaCl濃度對(duì)SDS膠團(tuán)自組裝性能的影響。
　　 本論文研究結(jié)果表明，采用SDS和聚砜中空纖維膜的膠團(tuán)強(qiáng)化超濾技術(shù)可以快速有效地增溶截留廢水中的亞甲基藍(lán)。在添加NaCl的情況下，其二次污染可以得到極大的降低，SDS和亞甲基藍(lán)的截留量得到明顯提高。針對(duì)膠團(tuán)強(qiáng)化超濾增溶截留水中亞甲基藍(lán)過(guò)程中的控制參數(shù)的影響研究，為實(shí)現(xiàn)膠