基于Donnan滲析的陰離子交換膜分離去除飲用水中Cr(Ⅵ)的研究.pdf

1、由于工業(yè)含鉻廢水的未達標排放和鉻渣的不當處置，致使我國部分地區(qū)的飲用水源受到不同程度的Cr(Ⅵ)污染。本課題基于Donnan滲析原理，研究了各實驗條件對陰離子交換膜分離去除飲用水中的Cr(Ⅵ)的影響，并通過正交實驗確定了Cr(Ⅵ)分離的最佳實驗條件，同時在改進分離裝置的基礎(chǔ)上構(gòu)建了陰離子交換膜化學反應(yīng)器以實現(xiàn)Cr(Ⅵ)去除的長周期遷移與徹底去除。
　　 實驗所用陰離子交換膜的交換容量為1.65mmol/g(干膜)，含水率為44.

2、08％，固定基團濃度為3.74meq/g水。陰離子交換膜使用前需在0.1 mol/L NaCl溶液中浸泡24h，以提高Cr(Ⅵ)的分離效果。分離實驗結(jié)果表明:實驗水溫由10℃升高至25℃時，Cr(Ⅵ)的分離效果有了較大的提高，而繼續(xù)升高至40℃，分離效果略有改善，后續(xù)實驗水溫確定為25℃。當攪拌速度大于500r/min時，離子交換膜邊界層的傳質(zhì)阻力相對于膜內(nèi)傳質(zhì)阻力則可忽略不計，后續(xù)實驗攪拌速度確定為500r/min。驅(qū)動離子宜選擇單價

3、且水合半徑小的Cl-，同時由于同離子對分離效果無影響，受體液宜為相對廉價和常見的NaCl溶液。隨著受體液濃度的增大，給體池中Cr(Ⅵ)的分離去除率變化不大，但離子通量顯著增大;當其濃度大于0.100mol/L后，再增加受體液濃度對Cr(Ⅵ)分離的影響不大。隨著給體液Cr(Ⅵ)初始濃度的增大，給體池中Cr(Ⅵ)的分離去除變化不大，但離子通量的顯著增大。Cr(Ⅵ)在強酸性條件下的分離效果較差，而其在飲用水常規(guī)pH值(6.5～8.5)范圍內(nèi)均

4、能得到較好的分離效果。給體液的進水流速越大，給體池中Cr(Ⅵ)的分離去除率越低，但離子通量增大。給體液中共存離子對Cr(Ⅵ)的分離效果的不利影響由大到小依次為:HPO42-＞SO42-＞NO3-＞Cl-;且各共存離子濃度越大時，其與Cr(Ⅵ)對膜內(nèi)固定基團的競爭作用俞強;實際飲用水中背景組分對Cr(Ⅵ)分離的影響不大。正交實驗所得最佳分離條件為受體液為NaCl溶液，受體液濃度為0.1 mol/L，給體液進水流速1.0mL/min。