PEI络合_超滤耦合过程分离铜和锌废水的研究

Vol.26No.42007近年来人们越来越多地将几种技术集成起来处理重金属废水,同时发挥各种技术的长处。1985年Spirakov[1]在NATURE上报道了以水溶性聚合物络合溶液中的重金属离子,然后通过超滤浓缩溶液中的重金属,以实现对水溶液中微量重金属的测定。随后,国外学者在这一方法的启发下,开发了以水溶性聚合物络合-超滤耦合过程来处理金属废水的方法,并围绕这一方法展开了大量的研究工作[2～8]。在这一过程中,为了增大金属离子的大小必须将金属离子固定在大分子物质上,这样金属与大分子物质形成的络合物就可以为超滤膜所截留,从而达到处理金属废水的目的。络合-超滤实验中,通过超滤膜的水脱除了金属,浓缩液中的金属和大分子物质均可进一步进行回收,达到废水回用和金属回收的双重目的,同时考察了金属废水中金属离子的选择性分离。本文探讨影响络合-超滤耦合过程分离效果的各种因素,确定最佳的工艺参数,并在此基础上,对这一过程中混合金属离子选择性分离的可能性进行判断,并以此来指导实际分离过程。1试验部分1.1材料硫酸铜、七水合硫酸锌:分析纯AR,西安化学试剂厂;氢氧化钠、盐酸、氯化钠、硫酸钠:分析纯AR,上海化学试剂公司;聚乙烯基亚胺:上海化学试剂公司;中空纤维超滤膜:自制,膜材料为聚砜,截留分子量为6000。1.2实验装置图PEI络合-超滤耦合过程分离铜和锌废水的研究阎剑1,2,陈桂娥1,许振良2(1.上海应用技术学院化学工程系,上海200233;2.华东理工大学化学工程研究所,上海200237)摘要水溶性聚合物络合-超滤耦合过程是一种新型、环保处理工业废水的方法。它不但能够实现废水回用和重金属浓缩,而且能有效地分离二元重金属混合液。选取高效、环保的络合水处理剂聚乙烯亚胺(PEI),对含铜、锌的二元重金属废水进行络合-超滤耦合过程研究,探讨了pH值、装载量比L、离子强度等对超滤过程的影响;pH=7时,PEI对Zn2+和Cu2+的络合容量分别为KCu=0.10mgCu2+/mgPEI,KZn=0.06mgZn2+/mgPEI。随PEI浓度增加,超滤膜通量J=35～45L/(m2·h)。关键词重金属废水络合超滤水溶性聚合物StudyontheSeparationofIndustrialWastewaterContainingCu2+andZn2+byaHybridProcessofPolyethyleneimine(PEI)Complexation-UltrafiltrationYanJian1,2,ChenGui’e1,XuZhenliang2(1.ShanghaiInstituteofTechnology,Shanghai200233,China;2.ChemicalEngineeringResearchCentre,EastChinaUniversityofScienceandTechnology,Shanghai200237,China)AbstractThehybridprocesscomposedofwatersolublepolymercomplexation-ultrafiltration(PCUF)couldsatisfytheconstrainsofincreasinglystringentenvironmentalstandardsfortheIWCMreuseandrecovery,andalsoseparatebinarymixtureincludingheavymetals.Thehighefficiencycomplexants,polyethyleneimine(PEI)wereselectedtotreattheindustrialwastewatercontainingCu2+andZn2+.TheinfluencefactorssuchaspH,loadingratio(L),ionstrengthandcomplexationconcentrationforIWCMwereinvestigated.UndertheconditionofpH=7,thecomplexationcapacitiesofPEItoheavymetalionsare:KCu=0.10mgCu2+/mgPEI,KZn=0.06mgZn2+/mgPEIrespectively.Whentheconcentrationofpolymersincreased,thepermeatefluxkeptconstantJ=35～45L/(m2·h).Keywordswastewatercontainingheavymetalcomplexationultrafiltrationwater-solublepolymer基金项目:上海市重点学科建设项目