膜分离技术在处理重金属废水中的应用.doc

膜分离技术在处理重金属废水中的应用 [摘 要] 膜技术作为一种新型分离技术，在水处理领域得到了广泛的应用。文章综述了电渗析、液膜、反渗透、纳滤、微滤、超滤等各种膜分离技术的分离原理、特点，在重金属废水处理中的应用以及目前存在的问题。最后展望了膜技术在重金属废水处理领域的应用前景。 [关键词] 膜分离；重金属废水；应用 Abstract: Membrane separation technology was applied widely in the field of wastewater treatment as a new kind of separation technology. The separation mechanism and characteristics of different kinds of membrane technologies were introduced, including electrodialysis, liquid membrane, reverse osmosis, nano-filtration, microfiltration, ultrafiltration. Further more, the application and current problems of different membrane technologies in heavy metal wastewater treatment were extensively summarized. Finally, application prospect of membrane separation technology was presented in the field of heavy metal wastewater treatment. Keywords: membrane separation；heavy metal wastewater；application 重金属废水是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含重金属的废水[1-2]。重金属（如含镉、镍、汞、锌等）废水是对一环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一，其水质水量与生产工艺有关。废水中的重金属一般不能分解破坏，只能转移其存在位置和转变其物化形态。[3-4]。膜分离的基本原理是在某种推动力作用下，利用膜的选择透过性进行分离和浓缩。根据膜截留组分粒径大小的不同及膜性能的差异,目前常见的膜分离过程可分为以下几种,微滤(Microfiltration,MF)、超滤(Ultrafiltration,UF)、纳滤(Nanofiltration,UF)、反渗透(Reverse smosis,RO)、电渗析(Electrodialysis，ED)等。文章就膜分离技术的原理、特点及在重金属废水处理中的应用作一综述。 1 电渗析法 电渗析是在外加直流电场的作用下, 利用离子交换膜的选择透过性, 使离子从一部分水中迁移到另一部分水中的物理化学过程。电渗析器, 就是利用多层隔室中的电渗析过程达到除盐的目的[5]。电渗析器由隔板、离子交换膜、电极、夹紧装置等主要部件组成。离子交换膜对不同电荷的离子具有选择透过性。阳膜只允许通过阳离子, 阻止阴离子通过, 阴膜只允许通过阴离子, 阻止阳离子通过。在外加直流电场的作用下, 水中离子作定向迁移。由于电渗析器是由多层隔室组成, 故淡室中阴阳离子迁移到相邻的浓室中去, 从而使含盐水淡化。目前主要用于电镀工业漂洗水回收重金属[6]。含Cu2+、Ni2+、Zn2+和Cr2+等金属离子的废水都适宜用电渗析处理，其中含镍废水处理技术最为成熟，已有成套工业化装置[7]。但电渗析法处理废水要求具有足够的电导以提高渗透效率，因此处理水中电解质的浓度不能过低。例如，电渗析用于处理镀镍清洗水时，要求清洗水中镍盐的浓度不低于1.5g/L。 2 液膜 液膜通常是由溶剂、表面活性剂和添加剂制成的。溶剂构成膜基体；表面活性剂起乳化作用，它含有亲水基和疏水基，可以促进液膜传质速度并提高其选择性；添加剂用于控制膜的稳定性和渗透性。液膜将两种组成不同的溶液隔开，经选择性渗透而使物质分离提纯，可从低浓度废水中分离、富集重金属离子[8]。近期Rania Sabry 等[9]以span-80 为表面活性剂，D2EHPA 为载体，磷酸作为萃取相进行研究，在最佳条件下，对铅离子的萃取率可达99%～99.5%。液膜分离技术具有设备简单、选择性较高、能耗低等优点，作为一种新型的化工单元分离手段，在节约能源 资源综合利用以及环境保护等方面日益显示其强大的生命力[10]。 3 反渗透 反渗透（Reverse Osmosis，RO）技术借助于半透膜对