乳化液膜分离技术

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1、摘要液膜分离技术的节能、高选择性、高效等优点，使得该技术已经被广泛地应用到很多领域。在分离金属离子的众多方法中液膜分离技术是最具前景的方法之一。本文介绍了含铬废水的处理现状，以及液膜技术的应用情况，同时简要介绍了用以描述液膜动力学过程的几种数学模型。关键词：乳化液膜，Cr(III)，模型20AbstractEmulsionLiquidMembraneseparationtechnologyhasbeenwidelyappliedtomanyfields.Anditisoneofthemostpromisingwayofseparatingm

2、etalions.Thispaperintroducesthepresenttreatmentsofchromium(Ш)wastewater,andtheapplicationofemulsionliquidmembranes.Themathematicalmodelsarebrieflyintroduced.Keywords:emulsionliquidmembrane，Cr(III)，mathematicalmodels201含铬废水的处理现状从20世纪90代开始，我国皮革业开始迅猛发展，全国各地建立起大大小小上万家皮革厂。目前皮革行

3、业每年向环境排放的废水量达8000～12000万t，约占全国工业废水总排放量的0.3%。这些排放的废水中含铬离子约3500t，悬浮物120万t，COD为180万t，BOD7万t[1]。由于在制革中需要加入大量的表面活性剂、加脂剂、染料等物质，使得制革废水拥有PH值较高、悬浮物及有机物多、色度大而颜色变化不定、生化性好等特点，十分难处理[2]。铬是能够诱发变异、导致畸形以及致癌的一种元素[3-6]。Cr(III)对人体有毒，对消化道有刺激作用，吸入氧化铬浓度达到0.015～0.033mg/m3时会引起鼻出血、声音嘶哑、鼻粘膜萎缩、鼻中隔穿孔、

4、甚至肺癌[7]。世界各国对含铬废水的排放都进行了限制，我国就在GB8978—1996标准中明确规定：废液中铬离子最高允许排放浓度为1.5mg/L。但是现阶段很多化工企业排放的污水中的实际铬离子浓度都超过了这个值，他们通常采用稀释污水的方法使之达标，铬的污染没有得到根本解决。当代社会面临资源匮乏和环境污染的危机，众所周知，重金属是不可再生的，持续地排放而不回收不仅给环境造成污染，危害自身健康，同时也浪费资源。工业废水成分复杂且含有大量可利用资源，如果不经过处理直接排放，同时也造成了大量资源的流失。因此，如何合理而有效地处理含铬废水是环境保护及

5、综合利用的重要研究课题。制革废水中铬离子主要Cr(III)的形式存在，虽然Cr(III)对人体的危害并没有六价铬离子那么大，但是它能在生物体内富集，造成长远的影响。为了更好地从废水中提取铬离子，国内为专家做了很多研究，目前主要有以下几种处理方法[8]。（1）碱沉淀法，该法是先向废水中加入碱，然后从中回收Cr(OH)3，再将铬泥酸解后回收使用。此方法操作简单，易于见效，国内较多使用。但它易出现沉淀不彻底，分离不彻底，酸化不均匀的问题，同时回收的铬泥的纯度不高。（2）离子交换法，该法是利用阳离子交换树脂，有效地除去废水中的Cr(III)及其他金

6、属离子。离子交换法的优点是处理后出水水质好，水和铬酸溶液可以回收利用。但一次投资大，操作管理复杂，树脂再的问题有待解决。（3）膜分离法，膜分离法是以选择性透过膜作为分离介质，利用膜两侧产生的某种或某些推动力（如压力差、浓度差、点位差等）的作用，使得特定的组分能通过膜而其他组分不能通过，从而达到分离有害组分、回收有用组分的作用。目前，工业上应用较成熟的工艺有：电渗析、反渗透、超滤、液膜分离四种分离方法[8]。电渗析法是在直流电场中利用电位差的推动作用以及用离子交换膜的选择透过性，使废水得到净化。反渗透法是指溶剂在一定的外加压力下进行扩散，从而

7、达到分离净化20的作用。反渗透和电渗析法处理后的废水可以循环使用，但处理费用高，不适用于处理大量的废水。超滤法是在静压力差推动下分离溶质的膜处理过程。液膜包括无载体液膜、有载体液膜、含浸型液膜等。分散在废水中的液膜的、载体在膜外相界面有选择地进行络合，载体与迁移组分形成的络合物在液膜内扩散，在膜内界面上解络将迁移组分释放进入内相溶液，载体则重新返回膜外相界面，如此循环使废水得到净化。膜分离法的优点是：能量转化率高、装置简单、操作容易、易控制、分离效率高。但是有投资大，运行费用高，薄膜的寿命短等缺点。此外，在制革废水的处理中还有直接循环法、萃

8、取回收法、SBR生化法、BKD-2型聚铝盐絮凝剂法、超声波强化法等除铬方法被经常用到。但是，相应的都有处理成本高、处理条件较高和提取率较低的缺点。对比以上几种处理含Cr(III)