納濾膜對廢水中不同鉻離子分離特性的研究

更新時間：2009-09-03 12:04 來源：作者: 閱讀：3301

摘要：采用納濾膜在室溫條件下對含鉻廢水進行處理。探討了鉻的不同形態(tài)、進料溶液中鉻離子濃度、膜兩側(cè)壓力對除鉻效果的影響。結(jié)果表明：在實驗條件下納濾膜對Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的去除率都很高，均大于90%，且Cr(Ⅵ)去除率稍微大于Cr(Ⅲ)的去除率。隨著進料廢水中鉻離子濃度升高或膜兩側(cè)壓力的增加，納濾膜對其去除率均有一定程度的下降。

Cr(Ⅵ)在電鍍、印染、材料、化工等領(lǐng)域都有著廣泛的工業(yè)用途，對皮膚粘膜有刺激和腐蝕的作用，已被確認為致癌物。目前，含 Cr(Ⅵ)廢水的處理方法主要有 2 種：一種是改變 Cr(Ⅵ)在水中的存在形態(tài)，將 Cr(Ⅵ)離子轉(zhuǎn)變成 Cr(Ⅲ)，使溶解性的金屬離子轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗芑螂y溶的金屬化合物，從廢水中去除；另一種是不改變 Cr(Ⅵ)的存在形態(tài)，采用萃取法、吸附法、液膜分離法等直接將 Cr(Ⅵ)從廢水中除去。Cr(Ⅲ)是人體必須的微量元素，在肌體的糖代謝和脂代謝中發(fā)揮特殊作用，但 Cr(Ⅲ)和 Cr(Ⅵ)可以相互轉(zhuǎn)化，溶液中過高濃度的 Cr(Ⅲ)也會對環(huán)境造成潛在的危害。采用納濾膜同時考察對 Cr(Ⅵ)和 Cr(Ⅲ)的截留性能鮮見報道，本文采用納濾膜對溶液中不同形態(tài)鉻離子的分離特性進行研究，并分析了其截留機理，提出了采用納濾膜實現(xiàn)對溶液中Cr(Ⅵ)和 Cr(Ⅲ)同時截留的可能性。

1 實驗部分

1.1 實驗材料

重鉻酸鉀（分析純），天津市科密歐化學試劑開發(fā)中心；硝酸鉻（分析純），北京五七六零一化工廠；去離子水；納濾膜由上海亞東核級樹脂有限公司提供。

1.2 實驗裝置與實驗方法

實驗裝置由浙江中控科教儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)。實驗研究了納濾膜對不同價態(tài)鉻離子的截留性能，納濾膜為復合材質(zhì)，表層材料為聚芳香酰胺，支撐層為聚砜，膜面積為 0.4 m2。透過實驗裝置如圖 1 所示，實驗過程中控制溫度恒定為25 ℃，操作壓力為 0.30~0.55 MPa，溶液中鉻離子濃度采用島津 A-6300原子吸收分光光度計（日本島津公司）進行檢測。

1.3 膜通量和截留率

膜通量（J）是用來表征膜組件工作能力的重要參數(shù)，計算公式如下：

結(jié)論

考察不同壓力及不同料液濃度下納濾膜對Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的去除效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：納濾膜對Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的去除率均大于90%，且Cr(Ⅵ)去除率稍微大于 Cr(Ⅲ)的去除率。當進料廢水中鉻離子濃度從 4 mg/L 增加到 20 mg/L 時，Cr(Ⅵ) 的截留率從 99.67%降低至98.04%， Cr(Ⅲ)的截留率從 96.93%降低至 96.31%；當膜兩側(cè)壓力從 0.3 MPa 增加至0.5 MPa 時，納濾膜對其去除率均有一定程度的下降，Cr(Ⅵ) 的截留率從 99.61%降低至 98.44%，Cr(Ⅲ)的截留率從 96.74%降低至95.32%。

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