泡沫分離法處理膠團(tuán)強(qiáng)化超濾滲透液的機(jī)理與應(yīng)用研究.pdf

1、本論文針對泡沫分離法處理膠團(tuán)強(qiáng)化超濾滲透液的機(jī)理及應(yīng)用基礎(chǔ)進(jìn)行研究。采用十二烷基硫酸鈉(SDS)為表面活性劑，系統(tǒng)地研究了泡沫分離過程主要參數(shù)的影響規(guī)律，優(yōu)化了分離過程條件，考察了混合金屬離子泡沫分離的選擇性，研究了組合工藝對分離效果的影響，并通過考察SDS表面化學(xué)性質(zhì)及泡沫性能，氣泡尺寸分布，泡沫分離動(dòng)力學(xué)過程，分析了泡沫分離過程的作用機(jī)制。 首先綜述重金屬污染現(xiàn)狀及危害，介紹膠團(tuán)強(qiáng)化超濾和泡沫分離技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用前景

2、及存在問題，提出研究目的和內(nèi)容；其次進(jìn)行了SDS表面化學(xué)性質(zhì)、膠團(tuán)特性及泡沫性能的研究。25℃時(shí)純水中SDS臨界膠團(tuán)濃度為7.8×10-3mol/L。SDS表面吸附分子橫截面積為0.46nm2，表面活性劑分子呈單分子層垂直排列。用Langmuir經(jīng)驗(yàn)吸附方程回歸分析得到飽和吸附量Γ m為3.6×10-10mol/c㎡。溫度、重金屬離子濃度、pH值、電解質(zhì)、乙醇對SDS的CMC有明顯影響。SDS膠團(tuán)化過程為自發(fā)進(jìn)行的熵驅(qū)動(dòng)過程。

3、 SDS濃度，pH值，溫度，電解質(zhì)，乙醇，重金屬離子濃度對泡沫性能影響顯著，振蕩和通氣兩種方法評價(jià)SDS泡沫性能的變化規(guī)律基本一致；接著考察了在不同空氣流量、SDS濃度，離子強(qiáng)度條件下泡沫分離設(shè)備的氣泡特性，通過圖像識(shí)別軟件IPP6.0研究氣泡大小及分布，氣泡大小最直接的影響因素是分離裝置孔徑的大小，泡沫分離過程中操作參數(shù)對氣泡直徑也有影響。 在實(shí)驗(yàn)條件下產(chǎn)生的氣泡平均直徑均在2mm以下；采用泡沫分離技術(shù)處理膠團(tuán)強(qiáng)化超濾滲透液

4、，取得良好的效果，處理后金屬Cd2+離子濃度小于0.1mg/L，出水水質(zhì)達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。泡沫分離Cd2+動(dòng)力學(xué)研究符合一級動(dòng)力學(xué)方程，空氣流量、溫度、pH值、表面活性劑SDS濃度對分離速率常數(shù)七有明顯的影響；對混合金屬離子廢水進(jìn)行泡沫分離，研究發(fā)現(xiàn)表面活性劑SDS對三種金屬離子有一定的選擇性；最后對膠團(tuán)強(qiáng)化超濾與泡沫分離組合工藝進(jìn)行研究，組合工藝明顯降低表面活性劑SDS用量，相比于單一MEUF，工藝聯(lián)用后，大大降低了出水中SD

5、S濃度，提高重金屬離子分離效率。 本論文采用圖像分析法考察了氣泡尺寸分布，研究了泡沫分離過程的動(dòng)力學(xué)及混合金屬離子的選擇性，初步探討了泡沫分離過程的機(jī)理。同時(shí)對泡沫分離過程參數(shù)控制、工藝優(yōu)化等問題進(jìn)行研究。 結(jié)果表明，運(yùn)用泡沫分離技術(shù)處理膠團(tuán)強(qiáng)化超濾滲透液，處理后金屬Cd2+可以達(dá)標(biāo)排放；將MEUF-FF聯(lián)用能明顯降低SDS用量，降低SDS出水濃度，提高重金屬離子分離效率。 組合工藝能使各種處理技術(shù)綜合應(yīng)用