重金属废水的过膜吸附.ppt

重金属污水的膜分离 ——胶团强化超滤技术 重金属水污染及其危害 膜分离法处理重金属废水 重金属水污染的处理办法 胶团强化超滤技术处理重金属废水 汇报纲要 重金属水污染及其危害 随着工业生产和城市现代化的发展，环境污染越来越严重。由于水是人类赖以生存和发展的物质基础，因此水质污染的问题引起人们的关注。而重金属是水环境中的主要污染物之一，主要来自电镀、采矿、冶金、化工等工业，具有潜在的危害性，特别是汞、镉、铅、铬等重金属，微浓度即可产生毒性。 水俣病（汞中毒） 痛痛病（镉中毒） 重金属水污染及其危害 常见重金属污染 重金属水污染的处理办法 目前重金属废水的处理方法主要有以下三种： 第一种是废水中重金属离子通过发生化学反应除去的方法，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法、化学还原法、电化学还原法等； 第二种是使废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行吸附、浓缩、分离的方法，包括吸附、溶剂萃取、离子交换等方法； 第三种是借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法，包括生物絮凝、生物吸附、植物整治等方法。 重金属水污染的处理办法 目前使用的各种处理方法都有各自的缺点 中和沉淀法：中和前需要进行预处理、处理时要注意调节pH值以免重金属再溶解、时常需加入絮凝剂协助沉淀生成等； 硫化物沉淀法：沉淀细小需加絮凝剂协助沉淀、有二次污染； 铁氧体法：能耗高、氧化速度慢、消耗时间长； 生物絮凝法：还不够成熟； 溶剂萃取法：溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大。 膜分离法处理重金属废水 膜分离法 膜分离法是以选择性透过膜为分离介质，在两侧加以某种推动力时,原料侧组分选择性的透过膜，从而达到分离或提纯的目的。 由于膜分离过程不发生相变，因此能量转化效率高。与常规水处理方法相比，具有占地面积小，适用范围广、处理效率高等特点。另外不用加化学试剂，不会造成二次污染。 目前常用的几种膜分离方法是：微滤(MF),超滤(UF),反渗透(RO),纳滤(NF),渗析(D),电渗析(ED),气体分离(GS),渗透蒸发(PV)及液膜(LM)等。 膜分离法处理重金属废水 目前反渗透、超滤膜在电镀废水处理中得到广泛的应用——大连化物所利用芳香聚酰胺型高分子作为膜材料组装成反渗透器对去除电镀废水中的镍、镉效果极佳。 液膜法处理含铜废水在美国、日本、德国均有报 道——王骋等以多孔聚丙烯膜为支撑体，研究了重金属离子Cd2+的支撑液膜传输行为，并建立了金属离子的传输动力数值方程进行了实验验证，并应用于Cd2+、Zn2+的液膜分离中，取得了满意的结果。 胶团强化超滤技术处理重金属废水 胶团强化超滤（MEUF）技术的由来： 采用膜工艺去除金属离子时，由于金属离子直径很小，为了达到去除效果，理论上应该采用反渗透或者纳滤。但反渗透的通量很小，需要很高的操作压力，且反渗透膜本身的成本也高，这就造成了反渗透工艺费用昂贵。 1979年，Lueng等采用往废水中投加表面活性剂，使得超滤膜也能去除金属离子，从而降低了膜工艺的费用，同时又具有膜工艺高去除率的特点。这就是胶团强化超滤的雏形。 胶团强化超滤技术处理重金属废水 胶团强化超滤技术 是一种新型的处理金属离子废水的技术,它是由表面活性剂和超滤膜结合使用，达到去除水中重金属离子的目的。 特点： 设备简单、操作方便、适合处理低浓度金属离子废水且分离效率高，可以单独、同时去除金属离子以及选择性去除某种金属离子。 优点： 与其他传统方法相比，胶团强化超滤能耗低、无相变，处理后出水水质好，可供回用，并且能够通过进一步处理回收浓缩液中的金属，具有很好的经济效益。 胶团强化超滤技术处理重金属废水 胶团强化超滤原理图 胶团强化超滤技术处理重金属废水 将表面活性剂(SAA)投加到水中，当浓度低于临界胶团浓度(CMC)时,SAA以单体形式分布在溶液中；如果溶液中SAA的浓度超过了CMC,SAA分子就会聚集在一起,形成球形胶团。 如果投加的是离子型的SAA,则形成的胶团表面带高电荷,能通过静电作用吸附水中的金属离子。例如阳离子型SAA能吸附水中阴离子如CrO42-,阴离子型SAA能吸附水中阳离子如重金属离子。 选用合适孔径的超滤膜,即膜孔径小于胶团直径,当废水通过膜时,吸附了水中离子的胶团被膜截留,水和少量SAA以及未被吸附的离子透过膜,从而达到去除绝大部分离子的效果。 胶团强化超滤原理： 胶团强化超滤技术处理重金属废水 ①表面活性剂浓