膜技术在含铬废水处理领域的研究应用概况_李婧

化工进展CHEMICALNIDUSTRYANDENG州EERJNGPROGRESS2090年第28卷增刊膜技术在含铬废水处理领域的研究应用概况李蜻,武强,张翠,于亚娇,郑杰(重庆大学化学化工学院,重庆400030)摘要:工业生产过程产生的含铬废水,主要污染物为高毒性c+or,直接排放不但会造成严重的环境污染,还会对人体造成极大的危害。含铬废水处理方法主要有化学法、电解法、离子交换法、活性炭吸附法、膜分离法等,本文结合近几年废水处理研究成果着重阐述了膜技术应用在含铬废水处理上的优缺点,应用现状与发展趋势。关键词:含铬废水;膜技术;废水处理含铬废水主要来源于电镀、冶金、印染、铬盐生产等工业,在含铬废水中,主要的污染物质为C护十,C产毒性极强,比c尸十高出10倍,不能像氧化物一样在自然界降解,对环境具有持久危险性。C+er对人体主要是慢性毒害,它可以通过消化道、呼吸道、皮肤和勃膜侵入人体在人体内积聚,是一种毒性极强的致癌物质。传统含铬废水处理方法近年来取得了较大的进展,但还有一些弊端难以解决,如需要消耗大量化学试剂、对环境造成二次污染、处理费用高、处理时间长等。近年来膜技术在废水处理方面越来越受到人们的关注,它具有分离效率高、无相变、无二次污染、能耗低、操作简便、分离产物易于回收、自动化程度高等优点,在含铬废水处理领域具有较高的研究应用潜力l[]。1传统含铬废水处理技术含铬废水处理技术,一般可分为两大类2[]:一类是以达到排放标准为目的,如化学还原法、电解法等;另一类是以回用废水或者是回收铬资源为目的,如钡盐法、离子交换法和活性炭吸附法、膜分离法等。传统的含铬废水处理技术主要包括化学法(化学沉淀法、铁氧体法、二氧化硫法)、电解法、离子交换法等。化学还原、沉淀法处理含铬废水虽然工艺简单,但是废水中c护+含量容易出现反弹现象。电化学法处理含铬废水的主要优点是离子选择性高,便于对处理产物回收利用,克服了沉淀法处理含铬废水的不足。但是电化学法耗电量大,处理费用高,处理时间长,而且产生的大量沉渣容易结块,影响处理系统运行。铁氧体法处理含铬废水虽然处理量大、净化效果好、去除率高,并最终能得到回收产物铁氧体,但是铁氧体的回收利用价值不高3[]。离子交换法主要应用于处理电镀含铬废水,出水水质好,可回收有用物质,便于实现自动化。但该法的树脂易被氧化和污染,对预处理要求较高。2膜技术在含铬废水处理中的应用膜技术是以选择性透过膜为分离介质,对物质进行分离的技术总称。当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差等)时,原料组分选择性透过膜,以达到分离的目的。目前,见报道的膜材料主要有乙酸纤维素、聚矾、聚酞胺、聚丙烯睛、聚丙烯、聚偏氟乙烯、陶瓷膜等[’J。国内外在应用电渗析、反渗透、超滤、液膜法,膜生物反应器、微滤、纳滤等膜技术处理含铬废水方面都有所研究。应用膜技术处理含铬废水能量转化率高、分离效率高、装置简单、操作容易、易控制,具有广阔的应用前景。膜材料及其特性基本情况如表1所示s[]。表1几种主要的膜处理过程膜过程微滤超滤纳滤反渗透电渗析推动力压力差压力差压力差压力差电位差传递机理透过物截留物颗粒大小形状分子特性、大小形状分子大小及电荷溶剂的扩散传递电解质离子选择传递水、溶剂、溶解物水、溶剂、小分子水、一价离子水、溶剂电解质离子悬浮物、颗粒纤维胶体、大分子多价离子、有机物溶质、盐非电解质、大分子膜类型多孔膜分对称性膜复合膜非对称性膜、复合膜离子交换膜增刊李靖等:膜技术在含铬废水处理领域的研究应用概况2.1液膜法在含铬废水处理中的应用液膜法对含铬废水具有较好的处理效果,c产去除率高,处理过程不会产生二次污染。目前有关液膜法处理含铬废水的报道中,表面活性剂失水山梨醇单油酸酷(SPan80)作为乳化剂制备乳状液膜报道的最多。余晓皎等l6[采用TBP一sPanso一液体石蜡一煤油乳状液膜体系对含c+sr废水进行处理,结果表明,处理后废水中的c尸+含量低于国家排放标准,此实验结果对于液膜分离技术应用于含铬废水处理工业化应用具有一定的参考价值。但由于膜的稳定性与后期破乳是相互矛盾的,膜越稳定,破乳就困难,因此,在实际应用中,还需进行进一步的研究。廖辉伟等v1[采用双烯基丁二酞亚胺(lLl3B)代替表面活性剂失水山梨醇单油酸酷(SPan8O),以磷酸三丁酷和煤油作为油膜相,NaOH溶液作为内水相,制备了W/O/W型双重乳液。结果表明,在酸性条件下该体系具有良好的稳定性,液膜的溶胀率为8.4%,破损率为0.1%,c+or的萃取率为9.4%,回收乳液再次萃取率可达95%以上。中空纤维更新液膜(hollowifbeernewal11明idmembarne,HFRLM)作为一种新型的液膜技术克服了传统液膜技术存在许多未能有效解决的关键性问题,如乳化液膜的制乳、破乳困难及泄