中空纖維更新液膜處理銅鈷廢水.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)生大量含重金屬?gòu)U水，一方面會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，其隨意排放也會(huì)造成重金屬資源的浪費(fèi)。由于含重金屬?gòu)U水的復(fù)雜性，傳統(tǒng)處理方法存在處理效率低、操作復(fù)雜、易形成二次污染等缺點(diǎn)。因此，研發(fā)新型、高效的處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)廢水處理和重金屬資源的回收利用，具有重要的實(shí)際意義。 基于表面更新原理而提出的中空纖維更新液膜（HFRLM）技術(shù)是一種新型的同級(jí)萃取反萃技術(shù)，具有傳質(zhì)速率高、操作簡(jiǎn)單、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，在含單組分重金屬?gòu)U水的

2、處理中已有過(guò)較為系統(tǒng)的研究。本文將HFRLM技術(shù)應(yīng)用到含多組分復(fù)雜體系的廢水處理過(guò)程中，以CuSO4/CoSO4水溶液模擬含銅、鈷兩組分工業(yè)廢水，以LIX984N為載體，H2SO4溶液為接受相，采用HFRLM技術(shù)選擇性分離回收水溶液中的銅離子，并考察了料液相pH值、料液相中銅離子和鈷離子初始濃度、反萃相氫離子濃度、載體濃度、油水體積比及兩相流速等因素對(duì)過(guò)程的影響。 結(jié)果表明，LIX984N對(duì)銅的分離選擇性很高，傳質(zhì)通量較大，而

3、對(duì)鈷離子的選擇性很低，兩金屬組分間的相互作用不會(huì)影響分離效果，分離因子大于100。因此，利用中空纖維更新液膜技術(shù)分離回收銅鈷廢水中銅離子是可行的。由于傳質(zhì)推動(dòng)力的影響，銅離子的去除率和傳質(zhì)通量隨水溶液中pH值的增加而增大，但當(dāng)pH>3．0時(shí)，少量的Co2+會(huì)因共萃進(jìn)入有機(jī)相；反萃相中H2SO4濃度對(duì)過(guò)程的影響不大。按照HFRLM過(guò)程的載體促進(jìn)遷移機(jī)理，當(dāng)有機(jī)相為不含載體的純煤油時(shí)，幾乎沒(méi)有傳質(zhì)發(fā)生；水溶液中銅離子去除率及分離因子隨有機(jī)相

4、中LIX984N體積濃度增大而增大。管程流體中的反萃相與油相的體積比在1：20～1：30時(shí)，處理效果較好。水溶液中銅離子的去除率隨著管程流速的增大而增大，隨著殼程流速的增大而減?。汇~離子的傳質(zhì)通量隨著管、殼程流速的增大而增大。含銅鈷水溶液經(jīng)6級(jí)串聯(lián)HFRLM過(guò)程處理后，銅離子的去除率達(dá)到99．1%，廢液出口銅離子濃度為0．5 mg·L-1，銅離子富集倍數(shù)達(dá)20倍，反萃相中鈷離子的含量低于0．1 mg·L-1，以Cyanex272為鈷離子

5、萃取劑，將上步串聯(lián)實(shí)驗(yàn)處理后的水溶液再次經(jīng)6級(jí)串聯(lián)HFRLM處理后，鈷離子的去除率達(dá)到92．3%，出口銅離子濃度為0．5 mg·L-1，鈷離子濃度為0．8 mg·L-1，達(dá)到國(guó)家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，反萃相中鈷離子的富集倍數(shù)接近16倍，很好的實(shí)現(xiàn)了銅鈷離子的分離、重金屬離子的富集濃縮及銅鈷廢水達(dá)標(biāo)排放的目標(biāo)。 以串聯(lián)阻力模型為基礎(chǔ)，結(jié)合表面更新理論，考慮水溶液中兩金屬組分的相互作用，建立了中空纖維更新液膜處理銅鈷廢水的傳質(zhì)模型，模型計(jì)