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研究解决电镀污水和微孔膜的制作

放大字体  缩小字体发布日期:2013-04-15  浏览次数:752
核心提示:板框式膜组件由上下两层膜件组成,中部放置陶瓷膜片(有效过滤面积:0.5m2),由O型垫圈夹紧密封。膜两侧分别安装有AgCl电极和液体

板框式膜组件由上下两层膜件组成,中部放置陶瓷膜片(有效过滤面积:0.5m2),由O型垫圈夹紧密封。膜两侧分别安装有AgCl电极和液体压力表,可测定KCl溶液通过下的电压和压力差,实验取0.2MPa下膜两侧的电位差为膜的流动电位。超滤过程采取切向流操作,在蠕动泵的推动下,上层进料液和截留液不断循环,透过液从下方排出。

陶瓷膜的制备方法取一定量的水于三颈烧瓶中,恒温水浴至85℃,磁力搅拌下缓慢加入一定量的异丙醇铝。加入一定量的硝酸溶液,回流下进行酸解。调节水浴温度至90℃敞口蒸醇,至异丙醇完全脱除,回流陈化3h以上。添加PVA等添加剂后,最终得到澄清的勃姆石(AlOOH)溶胶液。

通过真空抽涂方法,使一定粒径的溶胶溶液以抽滤的形式透过支撑体。粒径与支撑体相当的溶胶粒子被截留在支撑体表面,随着溶胶浓度增加转变成凝胶附着在多孔支撑体上,热处理后得到氧化铝膜层。反复多次覆涂不同粒径溶胶后制得完整的非对称膜层,最后用浸渍法对膜表面进行自修复,制备出无缺陷分离膜层。

焙烧不同粒径凝胶对膜结构的影响选用pH10、pH7、pH3等3种不同溶胶经干燥制得的干凝胶,采用1℃/min、700℃保温2h的焙烧工艺,得到的γ2Al2O3成膜在SEM下的照片如所示。由可以看出,在同等热处理条件下,pH10溶胶焙烧制得的膜层粒子粒径明显大于其他2种溶胶原料,溶胶平均粒径达到90nm,而pH7和pH3的溶胶粒子粒径分别只有28nm和8nm左右。经过干燥、焙烧后得到的粒子粒径也各不相同。

另一方面,由于废水中含有含磷酸洗液和其它络合物,Ni2+还能与PO3-4形成溶度积为5.0×10-31的Ni3(PO4)2的更难溶物质。因此经过化学沉淀后的电镀水中的金属离子主要是以络合、配合物的形式存在,通过膜孔孔径变小的陶瓷超滤膜而被截留。Cu的去除率最高达70%,Cr的去除率仅为10%左右,这一方面与铜在超滤处理前浓度最高有关,也说明铜形成的铜氨胶体物质体积较大,易于被膜截留。

结论与展望采用多次真空覆涂2焙烧法可制备非对称氧化铝微孔膜,通过控制胶粒粒径、涂膜次数和焙烧条件可制得不同孔径的陶瓷膜。由8nm粒径的胶粒在1℃/min条件下经过4次浸涂成膜,得到平均孔径为28nm的膜片。将制得的陶瓷膜用于电镀废水处理,在0.2MPa下γ2Al2O3膜的产水量随处理时间延长而降低,70min后产水量基本不变。经膜分离后,Ni、Cu、Cr浓度分别为0.0663、0.0051和0.0763mg/L,电导率、pH和TDS变化不大,COD去除率约85%,说明被截留物质主要为有机物和悬浮颗粒,出水满足金属电镀前处理的回用水标准。采用陶瓷膜处理电镀废水既可节约用水,亦可减少金属离子的排放量,超滤膜装置可进行超滤、反冲洗的全自动操作,在废水处理领域将会发挥越来越重要的作用。

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