淺談重金屬采樣濾膜選擇和消解方法

1、淺談重金屬采樣濾膜選擇和消解方法摘要隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，環(huán)境污染問題日益 嚴(yán)重，存在一些傳統(tǒng)和非傳統(tǒng)的安全問題，尤其是重金屬污 染已嚴(yán)重影響我們的飲水和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)問題，本文結(jié)合重金屬 污染的種類和程度分別介紹了幾種采樣濾膜的方法，對(duì)方法 的選擇和消解原理進(jìn)行研究，研究結(jié)果對(duì)重金屬的污染消解 做出了重要貢獻(xiàn)具有一定的參考價(jià)值。關(guān)鍵字重金屬離子微濾膜超濾膜反滲透膜中圖分類號(hào)x5 文獻(xiàn)碼b 文章編號(hào)1000-405x(2013) -1-173-10引言重金屬主要來自于金屬礦山和重工業(yè)工廠排放出的礦 坑水和工業(yè)污水等，這些重金屬會(huì)造成我們?nèi)粘ｏ嬘盟?、?下水、空氣和土壤的嚴(yán)重污染，給人們的生活生產(chǎn)帶來不

2、便, 破壞土壤、水生及陸生生態(tài)環(huán)境，阻礙了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、漁業(yè) 的可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)的重金屬處理工藝周期很長(zhǎng)，成本過高, 并且處理不當(dāng)容易產(chǎn)生二次污染現(xiàn)象不能對(duì)有價(jià)金屬進(jìn)行 回收。隨著工藝和濾膜技術(shù)的不斷發(fā)展，使得重金屬可實(shí)現(xiàn) 循環(huán)利用，經(jīng)過膜分離處理后的廢水和土壤可實(shí)現(xiàn)重金屬離 子的”微排放”甚至是”零排放” 1。下面對(duì)主要的幾種 采樣濾膜技術(shù)進(jìn)行介紹，分別給出消解重金屬離子的方法和 選擇的主要依據(jù)。1采樣微濾膜技術(shù)去除重金屬微濾膜的孔徑一般都會(huì)大于0. lum,所以不會(huì)對(duì)溶液態(tài) 的重金屬離子進(jìn)行截留，必須要經(jīng)過一定的預(yù)處理使重金屬 離子轉(zhuǎn)化為大于0.1 um的不溶態(tài)微粒，再利用微濾膜方式 進(jìn)行去

3、除2,微濾膜主要有兩種方法：1. 1還原-微濾法。cr+6金屬離子在任何ph值下都能很 好的溶解，但cr+3在ph很高時(shí)不會(huì)溶解。所以可使用一些 還原劑使cr+6還原為cr+3,并且在ph超過9的時(shí)候和氫氧 化鐵形成共沉物，便可以應(yīng)用微濾膜把他過濾出來。對(duì)于兩 者的混合物處理后總輅的含量低于0. lmg/lo這種工藝對(duì)鎔 的去除效果可以使污水處理后的鉆含量低于0. 002mg/l,使 用費(fèi)用經(jīng)濟(jì)合理，具有廣泛應(yīng)用價(jià)值。1.2共沉淀-微濾法。這種方式采用硫酸鐵作為重金屬 離子的共沉淀劑，再經(jīng)過微濾膜的濾除工藝。這種方式對(duì)重 金屬有很高的去除效果，去除的比率主要與鐵和重金屬離子 的比率決定，比率越

4、高去除率越高。通常金屬離子的廢水或 溶液中會(huì)含有油脂一類的雜質(zhì)，所以會(huì)添加少量的氫氧化鐵 作為凝聚劑還可以對(duì)不沉淀的一些陽(yáng)離子進(jìn)行吸附。通常在 300-500gfd通量下可將重金屬離子的含量降低到0. lmg/lo2膠體超濾膜技術(shù)去除重金屬對(duì)超濾膜的孔徑進(jìn)行合理的選擇可以有效的去除污水 中較低含量的cu2+、ni2+、cd2+、pb2+和zn2+等金屬離子 氧化物，此方法用氫氧化鈉作為ph的調(diào)節(jié)劑，是重金屬離 子的氫氧化物呈現(xiàn)膠體的狀態(tài)，然后用超濾膜進(jìn)行截留處 理，這種方式處理的污水沖金屬離子含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于排放的標(biāo) 準(zhǔn)含量，通過對(duì)ph值進(jìn)行調(diào)節(jié)還可以對(duì)金屬離子進(jìn)行超濾 濃縮的分離，甚至可以實(shí)現(xiàn)廢

5、水處理和金屬回收的雙重目的 3。3吸附/脫附膜技術(shù)去除重金屬采用一定的技術(shù)室污水或者污泥中重金屬沉淀物減少 5%,然后使其和無害固體進(jìn)行分離是一件具有挑戰(zhàn)性的新課 題。采用的方法固定床吸附和膜分離技術(shù)無法應(yīng)對(duì)這種高含 量的懸浮固體，所以采用一種新型的吸附/脫附膜技術(shù)去除 重金屬。這種工藝的核心技術(shù)是在多孔聚四氟乙烯薄膜中網(wǎng) 集著粒徑小于100 uni含有亞氨基二醋酸功能團(tuán)的選擇性螯 合劑微粒，這種構(gòu)型可以便利的置入和推出污泥反應(yīng)器不被 污染，并且目標(biāo)溶質(zhì)可以被吸附，對(duì)相應(yīng)的材料進(jìn)行增強(qiáng)后, 由于緩慢的傳動(dòng)皮帶會(huì)連續(xù)的運(yùn)行，這種復(fù)合膜可以連續(xù)再 生，所以用很少的膜就可以完成大量污泥中重金屬離子的

6、吸 附，下面用含重金屬氫氧化物的污泥為例說明整個(gè)吸附/脫 附的主要過程：3. 1吸附過程把這種復(fù)合膜置于ph值在30. -5. 0之間的污泥中，它 的堿金屬或者是堿土金屬的存在會(huì)進(jìn)行選擇性的吸附，溶解 重金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。整個(gè)過程中重金屬由一個(gè)固相選擇性 遷移到另一個(gè)固相。這種反應(yīng)的條件要求在非強(qiáng)酸或非強(qiáng)堿 的環(huán)境下進(jìn)行。3.2脫附過程吸附后的復(fù)合膜中污泥傳送到的重金屬含量為2%-10% 進(jìn)行脫附。在這個(gè)過程中膜中的交換劑按照下列的反應(yīng)進(jìn)行 再生：再生后的復(fù)合膜重新傳入污泥中，進(jìn)行連續(xù)的循環(huán)反應(yīng) 過程。4反滲透膜技術(shù)處理重金屬反滲透膜的原理是在高于溶液滲透壓的作用下，按照金 屬離子不能透或半透

7、膜，而將這種金屬離子和水分離開的一 種技術(shù)。反滲透膜的膜孔徑非常小，所以能有效的去除污水 中的重金屬離子和雜質(zhì)等4。但反滲透膜技術(shù)一般應(yīng)用在 已經(jīng)經(jīng)過一定處理的重金屬污染物中，利用反滲透膜作為終 端進(jìn)行重金屬污水的處理。目前反滲透膜是分離溶解固體的 一種最有效的方法，這種發(fā)發(fā)在確保污水中重金屬例子完全 去除的基礎(chǔ)上，完全實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)的優(yōu)良循環(huán)利用。5納濾膜技術(shù)去除重金屬納濾膜最為一種新型的技術(shù)興起于20世紀(jì)80年代，這 種技術(shù)介于超濾和反滲透之間的一種壓力驅(qū)動(dòng)膜過程。納濾 膜的主要特征是具有納米級(jí)的微孔并且對(duì)于大多數(shù)的荷電5 都具有篩分效應(yīng)和donnan電荷效應(yīng)的分離特征。這種特點(diǎn) 使得納濾膜不

8、僅可以對(duì)低分子量物質(zhì)進(jìn)行截留還可以完成 對(duì)溶解無機(jī)鹽具有一定的截留能力，尤其是對(duì)二價(jià)金屬離子 的截留作用更為明顯。廢水和污泥中的重金屬大多數(shù)是以二 價(jià)離子的形式存在，所以采用納濾膜的方法進(jìn)行濾膜具有一 定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。納濾膜的主要分析方法是對(duì)帶測(cè)定污水的ph值、原子 吸收光譜及重金屬離子的濃度進(jìn)行測(cè)量。實(shí)驗(yàn)的主要工藝流 程是：污水一沉淀一活性炭柱一微濾一uv納濾膜一出水。 其中活性炭柱主要完成的功能是對(duì)水中余氯進(jìn)行吸附；微濾 主要用于進(jìn)一步的去除水中的雜質(zhì)防止膜組件的污染；uv紫 外線殺毒用于去除水中的細(xì)菌微生物對(duì)納濾膜的污染。經(jīng)過 納濾膜處理過的污水頸側(cè)時(shí)候可以作為人們?nèi)粘５纳钣?水并可以循環(huán)利用，所以此方法是目前污水重金屬采樣濾膜 的發(fā)展趨勢(shì)。6結(jié)語(yǔ)水資源，生物資源和土壤資源中重金屬的污染已經(jīng)嚴(yán)重 影響到人們的日常生活，如何對(duì)重金屬進(jìn)行采樣濾膜消解成 為目前亟待解決的問題。本文結(jié)合實(shí)際情況對(duì)目前常使用的 幾種濾膜方式進(jìn)行介紹，分析給出了各種方式的優(yōu)缺點(diǎn)、選 擇的依據(jù)和主要的實(shí)現(xiàn)過程，經(jīng)探討分析后發(fā)現(xiàn)，納濾膜的 出水中重金屬離子濃度最低，是最有效的采樣濾膜方式，具 有廣闊的市場(chǎng)前景。參考文獻(xiàn)1 許振良膜法水處理技術(shù)m.北京：化學(xué)工業(yè)出版社 環(huán)境科學(xué)與工程出版中心，2001.2 鐘常明，郎萬中，許振良，等.納濾膜脫除紡絲洗滌 廢水中