中空纤维更新液膜技术处理模拟含铜电镀废水

摘要：以l0％(体积分数)LIX984N／煤油为液膜相，2 mol／L硫酸溶液为反萃相，研究了中空纤维更新液膜(IIFRLM)技术对模拟电镀废水中二价铜离子的去除及浓缩效果，并讨论了停留时间对二价铜离子去除率的影响。结果表明，中空纤维更新液膜技术可同时实现废水中二价铜离子的分离与富集。经7级处理后，废水中二价铜离子的含量低于l．0 mg／L，二价铜离子的去除率为99．0％，达到国家排放标准；富集液中二价铜离子的浓度达1 700 mg／L，富集因子为25。中空纤维更新液膜技术在含铜废水处理方面具有广阔的应用前景。

关键词：二价铜；电镀废水；中空纤维；液膜；处理；去除；富集

中图分类号：X703．1   文献标志码：B

文章编号：1004—227X(2009)03—0031一O4

Treatment of simulated electroplating wastewater．containing copper(II)using hoHow fiber renewal liquid memlarane／／CUI Chun．hua，ZHANG Wei—dong*，REN Zhong．qi．LIU Jun．teng。MENG Hui-lin

Abstract：A simulated wastewater containing Cu(II)was treated using hollow fiber renewalliquid membrane(HFRLM) technology with l 0％(volume fraction)1-tributyl phosphate(code：LIX984N)as carrier,kerosene as diluent and a 2 mol／L H2S04 solution as stripper．The effectiveness of removal and enrichment of Cu(II)from the wastewater was studied，and the effect of residence time on the removal of Cu(II)was discussed．The results showed that the separation and enrichment of Cu(II)can be carried out simultaneously．The concentration of Cu(II)in wastewater is less than l．0 mg／L and the removal efficiency is 99．O％after a seven．stage treatment．which meets the national discharge standard．The concentration of Cu(II)in the stripping phase is higher than 1 700 mg／L and the enrichment factor is 25．The hollow fiber renewal liquid membrane technology can be wildly used in the treatment of wastewater containing Cu(H)．

Keywords：copper(II)；electroplating wastewater；hollow fiber；liquid membrane；treatment；removal；enrichment

First-author’S address：State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering，Beijing University of Chemical Technology，Beijin9 1 00029，China

1  前言

   液膜过程作为一种新型的分离技术，具有非平衡传质的特性，可实现溶质的“逆浓度梯度”传递，而且具有选择性好、传质速率高等特点。近年来，液膜技术已成为传质与分离领域的研究热点之一，广泛地应用于废水处理、湿法冶金、气体分离等领域[1]。

   电镀工业每年排放大量的含铜废水，其特点是排放量大、含量低(一般为5～80 mg／L[2])。含铜废水的直接排放不仅造成严重的环境污染，而且造成大量重金属资源的浪费[3-4]。早在1977年，Li等[5]以Span80作为表面活性剂，以Alamine336作为载体，采用乳化液膜技术处理含铜废水，取得较好的处理效果。

   Breembroek等[6]以LIX84-i为载体，采用中空纤维支撑液膜研究了Cu(II)的迁移，渗透系数可达到6．9×10-6m／s。Molinad等[7]以D2EHPA为载体，癸烷作稀释剂，研究了夹心饼式液膜对Cu(II)的分离效果，通量达83．26×10-3mol／(m2·h)。在国内，王文才[8]、姚秉华[9]等分别研究了M6401一I113A／煤油和磷酸三丁酯／Span80／煤油乳化液膜体系对低浓度含Cu(II)废水的处理效果，提取率均达到90％以上，废液中Cu(II)的质量浓度在1．0 mg／L以下。在上述研究中，研究者采用了支撑液膜或乳化液膜，但这两种传统的液膜过程存在稳定性差、操作复杂等问题，难以工业化应用[l0-12]。自20世纪80年代以来，为了改进这两种液膜工业化应用的瓶颈问题，研究者开发了多种新型的液膜过程[13-17]。

   在前人研究的基础上，张卫东等在2004年提出了中空纤维更新液膜分离技术(HFRLM)[18-25],它在保持液膜非平衡传质优点的同时，既克服了支撑液膜膜液流失的缺点，又避免了乳化液膜的工艺复杂性。本文实验研究了HFRLM技术对模拟含Cu(II)电镀废水的处理效果，考察该技术对Cu(II)的去除、浓缩以及资源化利用等情况。