基于表面活性剂的超滤技术分离水溶液中Cu2+的动态分析及条件优化

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaorixue
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
铜是生物不可缺少的微量营养素,但浓度较高时,对人、植物和动物都能产生极大危害。化工、印染、电镀、有色冶炼、有色金属矿山开采、电子材料漂洗废水、染料生产等过程中常产生含有大量铜离子的废水。胶团强化超滤(Micellar-enhanced Ultrafiltration,简称MEUF)是基于表面活性剂独特的双亲分子结构特征,使表面活性剂和超滤技术相结合用以处理低浓度的金属离子的新方法。与传统的超滤相比,胶团强化超滤有许多的优点。如技术的成本降低了很多,而且更能有效地去除水中的铜金属离子。同时,与吸附、蒸馏和萃取法相比,胶团强化超滤法能耗低,无相交,且处理后的水可直接回用。但是通过不同类型的表面活性剂超滤重金属离子,通过综合考察对截留率和膜性能的影响,比较得出更适合处理重金属离子的表面活性剂的报道鲜有。本研究采用中空纤维(聚醚砜)超滤膜,选取两种价廉易得的阴离子表面活性剂——十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)和十二烷基苯磺酸钠(sodium dodecyl benzene sulfate,SDBS)对Cu2+进行超滤。考察表面活性剂胶团特性的变化规律,对渗透通量、表面活性剂和Cu2+残留量、去除率和富集率方面进行比较,从而得到更适合处理重金属离子的表面活性剂以及剂量;并进一步就筛选出的表面活性剂,探索进水表面活性剂浓度、Cu2+浓度、pH值对Cu2+去除率和渗透通量等重要参数的影响。本研究用阴离子表面活性剂SDS和SDBS胶团强化超滤分离Cu2+。结果表明:添加SDS的渗透通量始终高于SDBS (其中SDS平均渗透通量为29.92L·m-2·h-1,而SDBS只有16.55L·m-2·h-1),渗透浓度始终低于SDBS,当渗透液Cu2+浓度接近为零时,SDBS、SDS所需浓度分别为2mM和6mM。SDS的Cu2+去除率和平均富集率高于SDBS(SDS平均去除率为85.06%,平均富集率为4.18;SDBS对应值分别为69.05%,4.05)。此外,SDS自身的平均富集率也高于SDBS(SDS为3.89,SDBS为3.13)。由此可见,SDS比SDBS更适合去除Cu2+。本研究还进一步通过添加SDS进行去除Cu2+的多因子超滤实验。研究表明:(1)当Cu2+为0.6mM时,SDS为6mM时,效果最佳,这时SDS/Cu2+=10。(2)渗透通量随着SDS浓度的升高,有略微上扬的趋势,这说明SDS胶团很难在膜面沉积而堵塞膜孔,浓差极化作用和膜污染被显著削弱,没有引起通量的下降。此时渗透液Cu2+浓度减小,SDS浓度增加,Cu2+和SDS去除率均增加。当SDS从2mM增加到6mM时,Cu2+去除率从77.10%上升到99.03%;当进水SDS从2mM增加到16mM,SDS去除率从83.98%上升为89.99%。(3)渗透通量随着Cu2+浓度的增加有轻微的的减小,这可能是因为Cu2+的大量存在起到了电解质的作用。此时渗透液Cu2+浓度升高,Cu2+去除率有所下降,这是由于SDS胶团对Cu2+的吸附已非常饱和,不能截留的Cu2+随渗透液排出了。同时SDS浓度有所降低,SDS去除率增大了,说明Cu2+浓度升高有加强SDS截留的效果。(4)pH对渗透通量影响并不大。渗透液Cu2+浓度减小,Cu2+去除率随进水pH值的增大而增大,进水pH值从2增大4时,Cu2+的去除率从90.73%增加到98.13%。SDS浓度有轻微的上升,SDS去除率有轻微的下降,这是由于pH值对SDS胶团的生成和胶团对Cu2+的吸附两种不同影响综合作用的结果。所以这种方法具有很好的经济效益,从而具有可观的应用价值。以上研究为实现胶团强化超滤在重金属废水处理中的应用和推广奠定基础。
其他文献
目的研究海洋微藻提取物对肿瘤血管生成的影响。方法采用MTT法测定6种海洋微藻的12种提取物对正常的血管内皮细胞、肿瘤细胞培养液诱导的内皮细胞的增殖影响;采用创伤愈合法
本文通过考察"总"、"老"与多种表达主观意义的语言成分的共现情况,探讨"总""老"主观意义的差别。统计发现,"总"表达对命题真实性的强调,有认识情态意义;"老"表达对命题消极的
从价值链的角度,将加工贸易的演进纳入统一的分析框架,进而运用PEST和五力分析方法,揭示了我国服装加工贸易环境、结构以及地位,从而提出了我国服装产业加工贸易升级发展的四
陇东油田隶属于长庆油田,位处甘肃庆阳地区,是典型的低渗透油田。为保证产油量而进行压裂、洗井及修井等措施作业,而产生的井场废水对环境的危害极大。由于其内在污染物成份复杂
在文献史料的历史长河中,迎春(立春)民俗及风俗礼仪在先秦文献中就有了一定的描述。东汉时期正式产生了迎春礼俗,并出现了有关立春饮食和立春服饰的民间习俗。无论官方礼俗和
城市暴雨积水是一种常见的城市灾害,因其发生频次高和至灾重已成为城市防洪减灾及建设管理中急需解决的问题。通过对沧州市区排水现状和近几年强降雨后的积水情况分析,认为水
本文在理论上结合中国国内市场分割的国情,修改了Melitz(2003)的异质性企业贸易理论模型的一个主要假设,将国内市场细分为本市市场、本省市场、外省市场和海外市场,并分析了
脱硫产物亚硫酸铵的氧化是工业化脱硫技术运行的关键问题。在实验室中,采用玻璃填料塔,通过改变气流量、氧气含量、pH值、温度、亚硫酸铵初始浓度以及硫酸铵浓度,对低浓度亚
本文以汉语"是"为例,通过跨语言对比,详细考察了系词的语法化路径。研究发现,相应语法化过程由形容词性用法开始,经过动词、代词等用法过渡到语义为空但功能却更为专有的系词