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近年来,含重金属废水的排放对于环境危害极大,开发快速、稳定、高效的重金属离子富集、监测技术对重金属污染的防护与治理具有重要意义。然而由于混合重金属离子具有性质相似的特点,在分离富集过程中存在分离效率不高的问题,对于混合重金属离子的连续电富集的研究很少有文献涉及,进而导致EDI组件性能,包括分离效率、能耗、稳定性各方面均存在不足,制约了EDI技术在低浓度重金属富集方向上的发展。 本文采用自制的EDI膜堆,淡化室内填充一定混合比例的阴阳离子交换树脂。通过改变操作电流、原水流量、浓水流量和极水流量等条件,分别对原水中存在单一和混合重金属离子两种情况进行研究,考察各因素对分离富集程度的影响;同时考察向混合重金属离子溶液中加入EDTA情况下的分离富集效果,比较二者之间差异;通过分析平衡状态下浓水中重金属离子浓度差异,考察不同重金属离子在淡化室内迁移传递的差异。 研究结果表明:利用EDI富集低浓度单一铜离子废水,在原水浓度为0.1mg/L进水条件下,浓水中Cu2+浓度达到8 mg/L以上,富集效果显著且稳定性好。且实验条件下膜堆存在一个平衡缓冲区,在此区域操作条件变化对富集倍数的影响较小,进行富集操作稳定性好、重现性高。并通过实验研究得到单一铜离子富集的最佳操作条件:操作电流为190 mA、原水流量为60 mL/min、浓水流量为15mL/min、极水流量为15 mL/min。在此条件下运行得到最大富集倍数为87.9倍。 由于膜堆内部混合重金属离子的竞争传质,导致同一操作条件下铜离子的富集倍数均大于镍离子。在不采取任何措施的情况下,针对性质相似的两种重金属离子的分离富集其分离比在1-3之间,分离效率不高,但不同的离子在迁移过程中存在着微弱的差距。在引入EDTA作为络合剂的情况下,性质相似的两种重金属离子的分离比由未加入前的2∶1增至加入后的8∶1,分离富集效率明显提高。 本文的研究表明通过加入络合剂,能够显著提高分离效率,降低能耗,从而有助于EDI组件用于混合重金属离子的分离富集;而混合重金属离子呈现复杂的互相影响和制约,进而影响EDI用于富集过程的有效性,尚需通过深入的探讨以阐明其机理。