本文關(guān)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(lǐng)域面臨的重要任務(wù)之一。由于重金屬離子相互之間性質(zhì)的相似、金屬離子濃度含量較低以及水體中成分復(fù)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(gè)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(shù),它是一種將離子交換與電滲析(ED)結(jié)合在一起,在直流電場(chǎng)的作用下實(shí)現(xiàn)連續(xù)深度脫鹽的過程。EDI在純水制備的領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,與此同時(shí),由于其擁有較高的濃淡水濃度差這一技術(shù)特征,EDI在低濃度重金屬?gòu)U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(jí)一段式EDI膜堆,濃縮水循環(huán)的操作方式,以模擬的重金屬?gòu)U水為研究對(duì)象,考察并分析了工作電流,原水流量和原水濃度等因素對(duì)EDI過程富集Cu2+離子性能的影響；同時(shí)考察了工作電流,原水流量,絡(luò)合劑的添加以及原水初始pH值等因素對(duì)二元混合重金屬離子分離效果的影響。研究結(jié)果表明：EDI膜堆存在一個(gè)平衡時(shí)間,在膜堆達(dá)到平衡后進(jìn)行取樣操作穩(wěn)定性較好。對(duì)富集痕量Cu2+離子的過程中,適當(dāng)?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(yùn)行兩小時(shí)后,濃水中Cu2+離子的濃度可達(dá)到9.45 mg/L,富集倍數(shù)為189倍。對(duì)EDI過程選擇性分離重金屬離子的過程進(jìn)行研究,適當(dāng)?shù)靥岣吖ぷ麟娏髋c原水流量,有利于實(shí)現(xiàn)EDI過程對(duì)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(dá)214倍,兩種離子分離比可達(dá)19.68。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在向原水中加入過量的絡(luò)合劑后,可以加強(qiáng)EDI過程對(duì)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(yùn)行2h后,Cu2+離子和Co2+離子分離比從原來無絡(luò)合劑時(shí)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(duì)于處理混合金屬離子溶液時(shí)具有良好的選擇分離性。
【關(guān)鍵詞】：電去離子 重金屬離子 EDTA 富集 選擇性分離
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703;TQ028.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 文獻(xiàn)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?gòu)U水的處理方法12-16
• 1.3.1 物理處理法12-15
• 1.3.2 化學(xué)處理法15
• 1.3.3 生物處理法15-16
• 1.4 電去離子技術(shù)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(shù)的研究進(jìn)展18-20
• 1.4.3 電去離子技術(shù)在水處理中的應(yīng)用20-21
• 1.4.4 電去離子技術(shù)在處理重金屬?gòu)U水的研究進(jìn)展21-25
• 1.5 研究目的25-27
• 第二章 實(shí)驗(yàn)裝置與方法27-37
• 2.1 實(shí)驗(yàn)流程與裝置27-29
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)流程27-28
• 2.1.2 EDI膜堆內(nèi)部構(gòu)造28-29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)儀器30-31
• 2.2.5 化學(xué)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(cè)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(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制33-34
• 2.3.2 鈷離子測(cè)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(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制35-36
• 2.4 樣品測(cè)定36
• 2.5 評(píng)價(jià)指標(biāo)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容37-38
• 3.3 結(jié)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(shí)間的關(guān)系曲線38-39
• 3.3.1.2 濃水濃度與時(shí)間的關(guān)系曲線39-40
• 3.3.1.3 銅離子質(zhì)量平衡分析40-41
• 3.3.1.4 EDI膜堆運(yùn)行時(shí)間的選取41-42
• 3.3.2 操作參數(shù)對(duì)富集倍數(shù)的影響42-47
• 3.3.2.1 原水流量對(duì)富集倍數(shù)的影響42-43
• 3.3.2.2 工作電流對(duì)富集倍數(shù)的影響43-45
• 3.3.2.3 原水濃度對(duì)富集倍數(shù)的影響45-46
• 3.3.2.4 隔板長(zhǎng)度對(duì)富集倍數(shù)的影響46-47
• 3.4 本章小結(jié)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容49-50
• 4.3 結(jié)果與討論50-57
• 4.3.1 工作電流對(duì)混合離子分離效果的影響50-51
• 4.3.2 原水流量對(duì)混合離子分離效果的影響51-52
• 4.3.3 EDTA對(duì)混合離子分離效果的影響52-56
• 4.3.3.1 原水流量對(duì)混合離子分離效果的影響52-55
• 4.3.3.2 原水pH值對(duì)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(jié)57-59
• 第五章 結(jié)論59-61
• 參考文獻(xiàn)61-69
• 碩士期間論文發(fā)表情況69-71
• 致謝71

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