膜分离技术处理电镀废水的实验研究论文

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1、膜分离技术处理电镀废水的实验研究论文摘要：本文采用纳滤+反渗透两级处理系统浓缩回收电镀铜漂洗废水。实验结果显示：在ΔP=1.5MPa条件下进行浓缩，纳滤膜可以使料液浓缩近10倍。纳滤膜对Cu离子的截留率在96%以上，对COD的截留率在57%以上。在ΔP=3.0MPa条件下进行浓缩，反渗透膜可以使料液浓缩近10倍。反渗透膜对Cu离子的截留率在98%以上，对COD的截留率在67%以上。随着料液浓度的增加，纳滤膜和反渗透膜的截留率会降低。关键词：膜分离纳滤反渗透浓缩电镀废水1.概述膜分离过程是以选择性透过膜为分离介质，

2、借助于外界能量或膜两侧存在的某种推动力(如压力差、浓度差、电位差等)，原料侧组分选择性地透过膜.freelg/L左右，本文拟采用纳滤(NF)+反渗透(RO)的组合工艺对该废水进行浓缩，使浓缩液的铜离子浓度达到镀液的回用要求。2.实验部分2.1实验设备实验所用膜分离设备为自制设备，设备简图如图1所示1：50L不锈钢料液桶2：进水球阀3：柱塞泵头(美国CAT泵头)4：电机(美国ABB电机)5：压力表(0～4MPa)6：2540不锈钢膜壳7：浓水出口针阀调节此针阀可以调节系统的运行压力8：玻璃转子流量计(0～10GPM

3、)9：变频器调节变频器可以调节电机转速，从而调节进水压力和流量10：排空球阀11：循环冷却水出入口图1实验装置简图2.2实验用膜纳滤膜GE公司DK4040F型抗污染纳滤膜反渗透膜GE公司SE4040F型抗污染反渗透膜2.3实验料液实验料液参照苏州某台湾电路板(PCB)生产商提供的料液组分自行配制。料液配方为Cu2+：甲醛：次亚磷酸钠=1：2：4(摩尔比)。料液主要参数如下：Cu离子浓度：109.8mg/LCOD：356.7mg/LpH：5.41配置料液所用的为RO产水，电导率小于3us/cm。2.4分析方法铜离子

4、的测定采用二乙氨基二硫代甲酸钠分光光度法。CODCr的测定采用重铬酸钾法，按GB119141989进行。3.实验结果与分析本文考察了压力、温度、pH值和运行时间对膜分离效果的影响。3.1一级纳滤分离过程3.1.1运行压力(ΔP)对纳滤膜分离性能的影响压力实验采用全回流方式，即浓水和产水全部回到料液桶，并打开循环冷却水，保证料液的浓度和温度恒定。在恒定的电机频率下，调节浓水针阀，可以使系统在不同的压力状态下运行。运行压力(ΔP)对纳滤分离性能的影响曲线如图2、3、4所示。图2膜通量(J方程：膜的真实截流率(2)式中

5、。可知，随着运行压力(ΔP)增大，膜的透过量(J比值减小，同时由于k减小(k值正比于Jg/L)浓缩液(mg/L)截留率膜通量(L/min)Cu离子CODCu离子CODCu离子COD初始1.47153.2109.8356.798.66%57.05%1.732倍4.36192.7217.1656.397.99%70.64%1.614倍8.74274.7427.7103797.96%73.52%1.466倍16.89336.2661.14178097.45%81.11%1.408倍29.52418.2873.85232

6、996.62%82.04%1.2810倍37.20487.91007.8254296.31%80.81%1.18由表1可知，在初始状态时，料液Cu离子浓度为109.8mg/L，渗透液浓度为1.47mg/L，可以达标排放；料液浓缩10倍后，其浓度达到1007.8mg/L，透过液浓度为37.2mg/L。在初始状态时，料液COD值为356.7mg/L，渗透液浓度为153.2mg/L；浓缩10倍后，浓缩液COD为2542mg/L，渗透液浓度为487.9mg/L。3.2二级反渗透分离过程3.2.1运行压力(ΔP)对反渗透膜

7、分离性能的影响压力实验采用全回流方式，即浓水和产水全部回到料液桶，并打开循环冷却水，保证料液的浓度和温度恒定。在恒定的电机频率下，调节浓水针阀，可以使系统在不同的压力状态下运行。运行压力(ΔP)对纳滤分离性能的影响曲线如图8、9、10所示。图8膜通量(J方程能很好的解释这一现象。有一个问题：Cu离子的截留率(R1)和COD的截留率(R2)变化曲线不同，COD曲线没有下降趋势。这可能是由于反渗透膜对COD分子和Cu离子的截留能力有所差异。当运行压力(ΔP)大于3.0MPa时，膜对Cu离子的截留能力已经下降了很多，而

8、对COD分子的截留能力下降不大。但可以发现，COD曲线随着压力的增加，已逐渐趋于平缓，这说明膜对COD的截留能力也在下降。压力实验表明：SE抗污染反渗透膜的最佳运行压力为3.0MPa。3.2.2浓缩倍数(n)对反渗透膜分离性能的影响反渗透实验采用3.0MPa的压力运行。反渗透浓缩实验料液为纳滤过程浓缩10倍的浓缩液，体积50L。反渗透浓缩试验采用浓水回流方式，即浓水回流入