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膜萃取技术处理金属废水

来源: 发布时间:2019-12-05 38966 次浏览


  膜萃取是膜过程与液液萃取相结合形成的一种新型传质分离技术。原料液相和萃取相溶液分别在膜两侧流动,其中一相会润湿膜并渗透进入膜孔,在膜表面上与另一相形成固定界面层。由于在两相中存在溶解度差异,溶质会从一相中扩散到两相界面,先进入膜中的萃取相,再通过(tōng guò)膜孔扩散进入萃取相主体。膜萃取技术中研究(research)较多的是中空纤维液膜萃取。与平板式和管式组件相比,中空纤维膜组件装填密度(单位:g/cm3或kg/m3)大、比表面积大、占地面积小、成本比较低,非常适合用于处理(chǔ lǐ)金属离子的稀溶液。Cr钝化(Deactivation)液中存在的主要金属离子有Cr3+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、W6+,N.Diban等将中空纤维液膜萃取与电解技术联用,回收了料液中的Zn。由于Cr3+、Zn2+、Fe2+对pH要求范围不同,膜萃取过程中的有机萃取相pH控制(control)在2.5左右,将钝化液中的Z
  N、Fe分离出来。膜生物反应器在污水处理,水资源再利用领域,MBR又称膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor ),是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。随着反应的进行,反萃取相的pH达到1.9,在此条件下反萃取相中Fe又被有机相萃取,使反萃取相中的Zn2+纯度增大,在后续电解过程(guò chéng)中得到纯度更高的Zn,纯度约98.48%。
  夏洁进行中空纤维膜萃取分离Ce3+/GOOGLE PR3+的研究,采用未皂化萃取剂P507,通过在水相溶液中加入络合剂醋酸提高两种离子的分离因子,实验结果表明,Ce3+、Pr3+的萃取率可分别达到94.76%、98.17%,分离因子达到3.43。膜生物反应器膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池,在生物反应器中保持高活性污泥浓度,提高生物处理有机负荷,从而减少污水处理设施占地面积,并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应器系统内活性污泥(MLSS)浓度可提升至8000~10,000mg/L,甚至更高;污泥龄(SRT)可延长至30天以上。T.Wannachod等通过中空纤维支撑液膜从混合稀土的氨氮水(Nitric acid)溶液(acid solution)中萃取Nd,并建立传质分离模型。结果表明Nd的提取率和分离率分别达到95%、87%,而且实验结果与模型模拟(定义:对真实事物或者过程的虚拟)结果基本一致。S.Suren等以D2EHPA为萃取剂,HCl为反萃取剂,通过中空纤维支撑液膜技术从含1mg/LPbCl2和Pb2的稀溶液中萃取Pb2+,并设计膜萃取数学模型。结果表明,Pb2+的萃取率达97%,反萃取率30%以上,且实验结果与模型模拟结果平均偏差低于3%。
  S.Dixit等从酸性(acidity)核废料中回收低浓度的U,并使用尺寸为D6.35cm×20.32cm和D10.16cm×33.02cm两种不同规模的膜接触器(contactor)进行试验,实验(experiment)过程中建立了合理的数学模型,以便实现装置的大规模工业化应用,研究结果表明U的回收率达98%以上,根据建立的模型预测的结果与不同规模的膜接触器实验结果基本吻合。膜生物反应器膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池,在生物反应器中保持高活性污泥浓度,提高生物处理有机负荷,从而减少污水处理设施占地面积,并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应器系统内活性污泥(MLSS)浓度可提升至8000~10,000mg/L,甚至更高;污泥龄(SRT)可延长至30天以上。
  在应用于回收废液中的金属离子的多种膜分离技术中,学者们对中空纤维膜萃取技术研究(research)较多,这项技术对溶液中低浓度的金属离子也有比较高的萃取率,可通过(tōng guò)萃取剂种类、浓度、料液pH等参数改变实现不同金属离子的分离,在金属离子分离和提取方面有较大的优势。除上面所述,近年来学者们还研究了中空纤维膜萃取技术在Hg2+、Ni2+、Cu2+、Cs+等金属离子回收中的应用,获得了较好的结果。与传统液膜萃取相比,中空纤维膜萃取技术解决了乳化液膜和支撑(sustain)液膜的稳定(解释:稳固安定;没有变动)性(The stability of)问题,避免相间泄露和乳化型二次污染,节约萃取剂。另外膜萃取技术对膜的浸润性能有较高的要求,膜两侧溶液不能互渗,分离完成需要进行萃取剂和反萃取剂的回收利用。建立合理的传质分离模型有助于中空纤维膜萃取在工业中的推广。
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