论文部分内容阅读
赣南地区有着丰富的稀土资源，在稀土资源的开采、冶炼以及加工等工业生产中会产生含有一定浓度的重金属废水，同时废水中还含有有机污染物等杂质。这些废水不经处理排入周边水体，会导致水体中重金属浓度增加，消耗水体中的溶解氧，危害水体生物；当重金属进入人体后，会产生毒害作用，危害人体的健康。处理此类废水最根本的方法是：首先，去除水中的重金属离子；其次，水中的有机污染物。本论文针对生产稀土材料的钝化磷化过程中所产生的含铬废水，采用聚合物络合超滤技术去除Cr(Ⅵ)，以去除废水中Cr(Ⅵ)为目的，同时给后续生化降解处理废水中有机污染物创造了前提和条件。论文采用PVDF中空纤维超滤膜，考察了聚合氯化铝、阳离子PAM、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠和聚乙烯亚胺（PEI）五种水溶性聚合物络合超滤处理模拟废水中Cr(Ⅵ)截留效果和运行过程产生膜污染程度，筛选出最佳水溶性聚合物，并对其进行条件优化实验，研究实际钝化废水在络合过程中pH值、聚合物/重金属离子装载比、操作压力等因素对Cr(Ⅵ)截留率的影响，确定络合超滤过程的最佳工艺条件。同时采用亨利吸附模型、Langmuir单分子层模型和Freundlich模型对Cr(Ⅵ)的络合模型进行理论研究，发现实验所得数据与Langmuir单分子层络合模型基本相符。通过实验结果表明：（1）通过模拟实验，选择聚乙烯亚胺（PEI）作为最佳的处理实际钝化废水中Cr(Ⅵ)的水溶性聚合物，进行实际钝化废水的研究。（2）PEI在不同pH值下对Cr(Ⅵ)截留效率表现出差异，实验发现PEI络合超滤处理实际钝化废水中Cr(Ⅵ)在酸性、中性时，Cr(Ⅵ)截留率高于碱性条件下。（3）聚合物与金属离子装载比（P/M值）为7时，Cr(Ⅵ)截留率不会随PEI浓度的增加而增大，认为络合反应在P/M值为7附近达到计量平衡。（4）对比了模拟废水实验结果，PEI络合超滤实际钝化废水中Cr(Ⅵ)的截留率低于模拟废水Cr(Ⅵ)的截留率。（5）膜通量随着超滤运行的操作压力增加几乎呈线性增加。（6）运行时间的持续会导致膜通量和截留率有所变化，20分钟以前络合超滤实验中，膜通量逐渐降低，截留率逐渐升高，20分钟以后，膜通量和截留率基本保持稳定不变。（7）温度在15℃～30℃时，膜通量呈现出线性增加，Cr(Ⅵ)的截留率依旧维持稳定，截留率维持在85%左右；在30℃～40℃时，膜通量呈现出非线性增加，Cr(Ⅵ)的截留率有大幅度的降低。