马来酸—丙烯酸共聚物络合—超滤处理重金属废水

作     者：毛廉君 

作者单位：中南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邱运仁

授予年度：2013年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主      题：马来酸-丙烯酸共聚物 络合-超滤 重金属废水 选择分离 

摘      要：络合-超滤技术应用于重金属废水处理,具有操作简单、无相变、选择性较好、处理效率高、易实现对金属资源的回收等优点。选择具有高络合量的水溶性聚合物并研究其操作条件,对络合-超滤技术处理低浓度重金属废水具有重要意义。 本文以工业马来酸-丙烯酸共聚物(PMA-100)为络合剂,采用自制的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)中空纤维超滤膜,研究了对单一重金属离子(Cu2+、Zn2+、Ni2+和Mn2+)的去除效果以及Cu2+和Mn2+混合溶液的选择性分离。 采用电位和电导滴定法分析了马来酸-丙烯酸共聚物(PMA-100)的解离特性,初步考察了与金属离子的络合反应动力学,同时对PMA-100与不同金属离子的络合能力进行了比较。结果表明,其羧基含量为9.5mmol/g,解离平衡常数pKmH=6.74。pH=6.0时,一定量的PMA-100与Cu2+、Zn2+、Ni2+和Mn2+在5min内完成络合,对应的络合效率分别为99.8%、98.8%、99.0%和99.6%。以上金属离子与PMA-100络合能力的顺序为：Cu2+Zn2+Ni2+Mn2。 以Cu2+和Mn2+为研究对象,分别考察了聚合物-重金属络合物的浓缩-解络过程。研究表明,截留液中铜和锰的浓度由初始的10mg/L增大到近100mg/L时,对应的膜通量分别衰减了12.6%和15.2%。经解络合-洗涤,实现了PMA-100的再生,再生的PMA-100在pH=6.0,聚合物／重金属质量比(P/M)为6下,对Cu2+和Mn2+的截留率分别为97.3%和98.2%。 选择性分离等质量浓度(10mg/L)的含Cu2+和Mn2+混合离子溶液,在全循环模式下得出较佳分离条件：pH=5和P/M=6,对应的Cu2+和Mn2+的截留率分别是99.0%和29.2%。以此条件进行浓缩分离,当浓缩倍数为10时,Cu2+和Mn2+的浓度由最初的10mg/L分别增至99.3mg/L和31.8mg/L。继续用pH=5.0的水洗涤,截留液中Cu2+浓度约为99.0mg/L,而Mn2+的浓度降至8.2mg/L,基本实现了两者的分离。 图40幅,表6个,参考文献79篇。