本文關鍵詞：EDI富集痕量重金屬離子過程的研究

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【摘要】：隨著工業(yè)廢水和生活污水排放量的增加,水體中重金屬污染問題十分突出,重金屬的處理和回收是目前廢水處理領域面臨的重要任務之一。由于重金屬離子相互之間性質的相似、金屬離子濃度含量較低以及水體中成分復雜等問題,,從混合重金屬離子的體系中分離和回收某一種特定的離子是一個普遍的難題。因此迫切的需要開發(fā)一種分離效率高、成本低、易管理、無二次污染并且可回收貴重金屬的重金屬污水處理方法。電去離子(Electrodeionization, EDI)是一種新型的分離技術,它是一種將離子交換與電滲析(ED)結合在一起,在直流電場的作用下實現(xiàn)連續(xù)深度脫鹽的過程。EDI在純水制備的領域得到了廣泛的應用,與此同時,由于其擁有較高的濃淡水濃度差這一技術特征,EDI在低濃度重金屬廢水的處理方面具有良好的發(fā)展前景。本文采用自制的一級一段式EDI膜堆,濃縮水循環(huán)的操作方式,以模擬的重金屬廢水為研究對象,考察并分析了工作電流,原水流量和原水濃度等因素對EDI過程富集Cu2+離子性能的影響；同時考察了工作電流,原水流量,絡合劑的添加以及原水初始pH值等因素對二元混合重金屬離子分離效果的影響。研究結果表明：EDI膜堆存在一個平衡時間,在膜堆達到平衡后進行取樣操作穩(wěn)定性較好。對富集痕量Cu2+離子的過程中,適當?shù)脑龃蠊ぷ麟娏髋c原水流量,有利于富集倍數(shù)的提高。通過優(yōu)化操作條件,在原水流量為60 mL/min,原水濃度為0.05 mg/L,工作電流為190 mA的條件下連續(xù)運行兩小時后,濃水中Cu2+離子的濃度可達到9.45 mg/L,富集倍數(shù)為189倍。對EDI過程選擇性分離重金屬離子的過程進行研究,適當?shù)靥岣吖ぷ麟娏髋c原水流量,有利于實現(xiàn)EDI過程對混合離子的選擇性分離。通過優(yōu)化操作條件銅離子的富集倍數(shù)可達214倍,兩種離子分離比可達19.68。實驗發(fā)現(xiàn),在向原水中加入過量的絡合劑后,可以加強EDI過程對Cu2+離子的選擇性,提高Cu2+離子和Co2+離子分離比。加入過量的EDTA,并使原水保持中性,在工作電流為200 mA,原水流量為60 mL/min的條件下連續(xù)運行2h后,Cu2+離子和Co2+離子分離比從原來無絡合劑時的19.68上升至37.92,分離效果顯著。本文研究表明,EDI過程用于富集痕量重金屬離子具有良好的富集效果,對于處理混合金屬離子溶液時具有良好的選擇分離性。
【關鍵詞】：電去離子 重金屬離子 EDTA 富集 選擇性分離
【學位授予單位】：天津工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X703;TQ028.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 文獻綜述9-27
• 1.1 研究背景9
• 1.2 重金屬概述9-12
• 1.2.1 重金屬的危害9-10
• 1.2.2 重金屬的來源10-12
• 1.3 重金屬廢水的處理方法12-16
• 1.3.1 物理處理法12-15
• 1.3.2 化學處理法15
• 1.3.3 生物處理法15-16
• 1.4 電去離子技術的概述16-25
• 1.4.1 電去離子的工作原理16-18
• 1.4.2 電去離子技術的研究進展18-20
• 1.4.3 電去離子技術在水處理中的應用20-21
• 1.4.4 電去離子技術在處理重金屬廢水的研究進展21-25
• 1.5 研究目的25-27
• 第二章 實驗裝置與方法27-37
• 2.1 實驗流程與裝置27-29
• 2.1.1 實驗流程27-28
• 2.1.2 EDI膜堆內部構造28-29
• 2.2 實驗材料與儀器29-31
• 2.2.1 離子交換膜29-30
• 2.2.2 離子交換樹脂30
• 2.2.3 電極30
• 2.2.4 實驗儀器30-31
• 2.2.5 化學試劑31
• 2.2.6 模擬廢水的配制31
• 2.3 分析方法31-36
• 2.3.1 銅離子測定方法31-34
• 2.3.1.1 方法原理31
• 2.3.1.2 試劑配制31-33
• 2.3.1.3 銅離子標準曲線的繪制33-34
• 2.3.2 鈷離子測定方法34-36
• 2.3.2.1 方法原理34
• 2.3.2.2 試劑配制34-35
• 2.3.2.3 鈷離子標準曲線的繪制35-36
• 2.4 樣品測定36
• 2.5 評價指標36-37
• 第三章 EDI富集痕量銅離子的過程37-49
• 3.1 引言37
• 3.2 實驗內容37-38
• 3.3 結果與討論38-47
• 3.3.1 膜堆富集穩(wěn)定性的研究38-42
• 3.3.1.1 膜堆電壓與時間的關系曲線38-39
• 3.3.1.2 濃水濃度與時間的關系曲線39-40
• 3.3.1.3 銅離子質量平衡分析40-41
• 3.3.1.4 EDI膜堆運行時間的選取41-42
• 3.3.2 操作參數(shù)對富集倍數(shù)的影響42-47
• 3.3.2.1 原水流量對富集倍數(shù)的影響42-43
• 3.3.2.2 工作電流對富集倍數(shù)的影響43-45
• 3.3.2.3 原水濃度對富集倍數(shù)的影響45-46
• 3.3.2.4 隔板長度對富集倍數(shù)的影響46-47
• 3.4 本章小結47-49
• 第四章 EDI選擇性分離混合重金屬離子的過程49-59
• 4.1 引言49
• 4.2 實驗內容49-50
• 4.3 結果與討論50-57
• 4.3.1 工作電流對混合離子分離效果的影響50-51
• 4.3.2 原水流量對混合離子分離效果的影響51-52
• 4.3.3 EDTA對混合離子分離效果的影響52-56
• 4.3.3.1 原水流量對混合離子分離效果的影響52-55
• 4.3.3.2 原水pH值對混合離子分離效果的影響55-56
• 4.3.4 幾種條件下分離效果的比較56-57
• 4.4 本章小結57-59
• 第五章 結論59-61
• 參考文獻61-69
• 碩士期間論文發(fā)表情況69-71
• 致謝71

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