反萃预分散支撑液膜技术回收电镀废水中铬离子的研究_顾瑾

电镀是利用化学方法在金属表面镀上保护层来延长金属的使用寿命，从而得到广泛的应用，但生产过程中会产生大量的含金属离子废水，如有致癌作用的重金属铬等。如果处理不当，不仅污染环境，而且浪费资源。传统的电镀废水处理方法主要有化学法、溶剂萃取法、离子交换法等，但这些工艺的成本相对较高，且存在资源浪费等弊端[1-3]。液膜（Liquidmembrane，LM）是根据离子和“流动载体”之间发生可逆化学反应实现离子迁移富集的一种技术。传统液膜主要分为支撑液膜（SLM）和乳化液膜（ELM）两种类型。SLM通过将多孔惰性基膜（支撑体）预先浸在溶解有载体的膜溶液中，载体在表面张力的作用下充满膜孔而形成。SLM体系不需要引入高活性的表面活性剂，操作简单，但支撑膜孔中的有机相（载体、稀释剂）溶于水相引起的膜稳定性下降和高通量之间的矛盾还未得到很好的解决，限制了其应用面。ELM过程由制乳、提取和破乳三道工序组成，ELM膜薄、传质面积大、迁移速率快，但破乳工序较难，而且在萃取过程中渗透压引起的液膜溶胀会导致萃取率的下降，从而影响ELM的稳定性。为提高传统液膜的使用寿命、稳定性以及简化操作等问题，相继发展了许多改进技术，提出了将固体膜或各种化学过程和液膜组合在一起的“组合液膜”（HLM）和“组合技术”等概念[4]，其中反萃预分散中空纤维支撑液膜（HFSLM-SD）是将反萃预分散技术与中空纤维支撑液膜相组合，通过将反萃取液预先分散在有机相中，连续的有机相极易浸湿疏水性聚丙烯膜的微孔形成支撑液膜，当有机相流过支撑液膜时可以连续的补充液膜，从而保证了操作的稳定性和连续性。含有一种或多种金属离子的料液从支撑液膜的一侧流过，反萃取分散液流过另一侧，当待分离物质被完全迁移后，静置反萃分散液从而得到有机相和浓缩了金属离子的反萃液，有机相可以循环利用。目前，采用HFSLM-SD技术处理含锌、镉等离子的电镀废水的报道较多[5-6]，但由于铬离子存在的形式复杂，合适的萃取-反萃体系选择较难，研究处理铬离子电镀废水的报道相对较少。本文采用磷酸-二（2-乙基己基）酯（D2EHPA）-煤油-盐酸的萃取-反萃体系通过反萃预分散中空纤维支撑液膜处理含铬离子的电镀废水，考察反萃取剂种类和浓度、跨膜压差、原料液、反萃取液体积流量、组件装填率等参数对萃取率的影响，以获得最佳操作条件。反萃预分散支撑液膜技术回收电镀废水中铬离子的研究