乳狀液膜法處理化工廢水應(yīng)用研究進展
1968年美國新澤西州林登埃克森研究和工程公司的美籍華裔N.N.Li首先提出了液膜分離技術(shù).即通過兩液相問形成的界面——液相膜，將兩種組成不同坦又互相混溶的溶液隔開，經(jīng)選擇性滲透，使物質(zhì)分離提純此技術(shù)具有膜薄(1—10/an)、比表面積大、分離效率高、分離速度快、成本低、節(jié)能、用途廣等優(yōu)點.特別適臺于溶液中的特定離子或有機物的分離。此后N.N.Li又為他所在的公司研究了60余項液膜分離專利技術(shù)。專家認為，此技術(shù)是繼萃取法之后的第二代分離凈化技術(shù)。20余年來，該技術(shù)得到了迅速發(fā)展，已由雖初的基礎(chǔ)理論研究進人到初步工業(yè)應(yīng)用階段，目前已在濕法治金、石油化工、醫(yī)藥衛(wèi)生、生物分離等方面得到了廣泛應(yīng)用，尤其在廢水處理方面的應(yīng)用更具有獨到之處，引起環(huán)保工作者高度重視，并取得了顯著成績。結(jié)合我國各地區(qū)工業(yè)廢水污染物的具體情況，建立合適的乳狀液膜處理體系對保護環(huán)境具有重要意義。
甘肅省是我國礦產(chǎn)資源大省之一.已找到l11種有用礦產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地2432處.在已探明儲量的}jo個礦種中，已開發(fā)利用的有60多種，有26個礦種探明儲量居全國第6位，11個居全國第1位，2個居全國第2位，4個居全國第3位，具有明顯商品優(yōu)勢的近3O種。目前，甘肅省對礦產(chǎn)資源的開發(fā)大多數(shù)是以高能耗、重污染為特征的粗放型經(jīng)營管理，這不僅對環(huán)境造成嚴重污染.而且造成自然資源的浪費。
例如：據(jù)1996年環(huán)境統(tǒng)計結(jié)果.隴南地區(qū)縣以上工業(yè)企業(yè)廢水達標排放量僅占總排放量的9.0%，循環(huán)利用率僅為48.9%。東河流經(jīng)成縣黃渚鎮(zhèn)，沿岸有幾十家鉛鋅選礦廠，其中16個選礦廠年排放廢水246.56萬t，排放各種污染物總量417.07t。其中懸浮物393.11t、鉛l5.82t、鋅7.96t。1995年東河水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果表明水中主要污染物鉛和鎘的平均超標倍數(shù)分男達到7.9和3.8。隨著選礦廠的增加，該地區(qū)水污染造成的工農(nóng)業(yè)缺水問題將越來越突出。另外，金昌市在開發(fā)利用資源發(fā)展經(jīng)濟的同時，也排放大量的廢水，給生態(tài)環(huán)境造成嚴重的污染和破壞。全市排放工業(yè)廢水2540萬t，廢水達標率僅為22-83%。省內(nèi)其余各地也存在不同程度的環(huán)境污染與資源浪費，其原因除管理方面的因素外，更重要的是缺乏良好的處理技術(shù)。因此，研究處理化工廢水的新技術(shù)對甘肅省環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，特別是展開乳狀液膜法處理化工廢水的研究對甘肅省更是具有廣闊的應(yīng)用前景與實用價值。
l液膜分離技術(shù)在廢水處理方面的應(yīng)用
1.1處理含重金屬廢水
在化工、冶金等行業(yè)的生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生大量含重金屬離子的廢水。由于重金屬化合物難以自然降解和破壞，其濃度超過一定的限度時，將會對環(huán)境造成極大的危害，尤其是某些重金屬離子能夠在水生生物體和農(nóng)作物組織內(nèi)積累富集，通過食物鏈對人類造成更嚴重的危害。比如在日本引起轟動的水俁病和骨疼病，就分別是由含汞廢水和含鎘廢水的污染所致。因此，世界各國對重金屬廢水的處理都給予高度重視，并制定了嚴格的排放標準。迄今重金屬廢水的處理方法均未能很好地解決回收處理費用太高和處理效率低的問題。而乳狀液膜技術(shù)具有分離效率高、選擇性好、費用低和反應(yīng)條件溫和等特點，利用該技術(shù)處理含重金屬廢水是極具開發(fā)前景和誘人的領(lǐng)域。
廢水中的重金屬離子一般不能通過油膜，必須使用有載體輸送的液膜體系，載體與金屬離子生成配合物，以增加其在油膜中的溶解度和穿透率。金屬離子在乳狀液膜中的遷移屬于Ⅱ型促進遷移過程，其選擇性主要來自于在膜相中的載體。性能優(yōu)良的載體應(yīng)在膜外相一側(cè)強烈地絡(luò)合待遷移的金屬離子，而在膜內(nèi)相一側(cè)則解絡(luò)，從而實現(xiàn)其遷移。萃取化學已為不同的金屬離子研制出種類繁多的萃取劑以作為選擇載體的基礎(chǔ)，用于處理相應(yīng)的金屬廢水已取得良好的效果。張瑞華等綜述了新型萃取劑Cyanex272在液膜分離中的應(yīng)用。我國學者做了大量工作，并對幾十種分離體系進行了研究。表1是一些較好的分離重金屬離子的乳狀液膜體系，可為含重金屬離子的化工廢水處理提供有價值的基礎(chǔ)配方。
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