接枝丙綸非織造布吸附和電去離子技術(shù)并用處理重金屬離子廢水.pdf

1、重金屬離子廢水的肆意排放對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。電去離子技術(shù)（EDI），是一種把電滲析技術(shù)和離子交換法結(jié)合起來運(yùn)用可實(shí)現(xiàn)連續(xù)地去除重金屬離子的水處理方法，避免了酸堿再生過程，不會(huì)形成二次污染，在水處理和資源再利用等方面具有廣泛應(yīng)的用前景。
　　首先，對(duì)丙綸非織造布進(jìn)行了接枝丙烯酸的改性處理（PP-g-AA）；其次，討論了PP-g-AA對(duì)實(shí)驗(yàn)室自制的銅離子模擬廢水和含鎳離子的工業(yè)廢水的吸附分離特性；最后，在淡室出水和濃室的pH值、電

2、導(dǎo)率、金屬離子濃度、膜堆電流變化的基礎(chǔ)上，同時(shí)結(jié)合運(yùn)行后離子交換膜和樹脂的表面形態(tài)測試結(jié)果，重點(diǎn)研究了離子交換樹脂與PP-g-AA混合填充對(duì)電去重金屬離子的長期運(yùn)行的穩(wěn)定性的影響。同時(shí)，也研究了倒極電去離子技術(shù)（EDIR）和膜堆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等對(duì)電去重金屬離子效果的影響。利用掃描電鏡、紅外光譜等方法表征了接枝前后的離子交換樹脂、離子交換膜以及PP-g-AA在使用前后的結(jié)構(gòu)與性能。得出了如下重要結(jié)論：
　　(1)丙烯酸接枝改性丙綸非織造布

3、對(duì)高濃度銅離子溶液顯示出良好的吸附性能，當(dāng)起始濃度為1000mg/L時(shí)，接枝織物的最大平衡吸附量高達(dá)140.7mg/g。類似地，接枝改性丙綸非織造布對(duì)實(shí)際含鎳廢水（鎳離子濃度為1000mg/L）的最大吸附量為140.0mg/g。
　　(2)接枝織物對(duì)銅離子的動(dòng)態(tài)吸附行為更符合Lagergren’s準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。平衡吸附更傾向于與Langmuir等溫吸附方程吻合，這表明了PP-g-AA對(duì)銅離子的吸附是單分子層吸附。PP-g-AA

4、在對(duì)銅離子溶液重復(fù)吸附-解吸實(shí)驗(yàn)三次后，仍保持著良好的吸附量和去除率，但接枝到織物上的聚丙烯酸有部分從表面脫落。
　　(3)結(jié)合板柱式電去離子裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用離子交換樹脂與 PP-g-AA的混合填充提高了銅離子的滲析速率，在長達(dá)300h的電去處理銅離子廢水的過程中，銅離子的平均去除率可維持在99％以上。采用類似膜堆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和填充方式處理真實(shí)鎳離子廢水時(shí)，盡管真實(shí)廢水中各種雜質(zhì)干擾了運(yùn)行效果，但后續(xù)長達(dá)100h處理模擬鎳離子廢水

5、時(shí)，電去效果仍然優(yōu)異。300h處理過程中鎳離子的去除率高于99%。
　　(4)在電去離子的過程中，陽離子交換樹脂和陽離子交換膜比陰離子交換樹脂/陰離子交換膜更加穩(wěn)定，陰離子交換樹脂/膜中的季銨基團(tuán)易轉(zhuǎn)變?yōu)槭灏坊鶊F(tuán)，且叔胺基催化水解離反應(yīng)，劇烈的水解反應(yīng)會(huì)破壞裝置的運(yùn)行穩(wěn)定性。
　　(5)EDIR擴(kuò)大了淡室中三區(qū)分布中的工作區(qū)域，提高了銅離子去除率。倒極期間淡室出水呈現(xiàn)堿性證明了陰離子交換樹脂的穩(wěn)定性。EDIR過程中離子遷移方

6、向改變，混合樹脂表面的水解減緩，延長了陰離子交換樹脂的使用壽命，消除了離子交換膜表面的氫氧根富集，從而提高了膜堆的穩(wěn)定性。
　　(6)在倒極電去離子基礎(chǔ)上而進(jìn)行的兩種不同模式 EDI試驗(yàn)中，從電流效率、陰離子交換膜表面沉淀和陽離子交換膜的穩(wěn)定性角度來看，兩淡一濃模式更符合要求。
　　本文特色與創(chuàng)新之處：
　　（1）本文創(chuàng)新之處在于：將丙烯酸接枝改性織物吸附分離技術(shù)與電去離子技術(shù)結(jié)合起來，處理高濃度金屬離子廢水，實(shí)現(xiàn)金屬