CN1843962A - 利用表面活性剂处理含镉废水的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用表面活性剂处理含镉废水的方法，其工艺为：将非离子表面活性剂十二烷基聚氧乙烯单醚或辛基酚聚氧乙烯(9－10)醚与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠按照非离子表面活性剂十二烷基聚氧乙烯单醚或辛基酚聚氧乙烯(9－10)醚与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠的摩尔比值为0.1～1.7的比例混合，配制成胶团溶液；再将胶团溶液加入到含镉废水中，搅拌均匀静置反应0.5～10h，由蠕动泵送至分子量为6000～10000Dalton的超滤膜组件过滤，截留吸附了水中镉离子的胶团；过程中(1)废水中镉离子浓度为5～50mg/L；(2)十二烷基硫酸钠添加量1.56×10－3mol/L～9.37×10－3mol/L；(3)膜操作压力值0.03Mpa～0.09Mpa；静置反应时间0.5～10h；本发明具有表面活性剂用量少、去除率高、成本低的优点。

Description

利用表面活性剂处理含镉废水的方法
技术领域
本发明属于重金属废水的处理方法，具体涉及一种联合采用非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂胶团与超滤膜处理含镉废水的方法。
背景技术
随着我国经济持续增长，钢铁、电力、水泥、电解等重工业投资规模增大，产品产量增加迅速，重金属类污染日趋严重。目前重金属废水的治理方法主要有化学沉淀法、吸附法、离子交换法、生物法、膜分离法等。沉淀法工艺简单、操作方便、经济实用，在废水处理中应用广泛，但无法实现重金属的回收利用，沉渣的堆放也可能造成二次污染。吸附法处理重金属废水受吸附剂的种类、吸附剂的添加量、废水的成分、废水的浓度、pH值、吸附时间等多种因素控制，实际操作难度较大，而且选择性不高。离子交换法处理重金属废水，净化程度高，可以回收，无二次污染，但实际处理成本很高。生物法因为工艺中有许多问题有待解决，其应用并不广泛，耐负荷冲击性能不高。膜分离法处理重金属废水的方式主要有电渗析法、反渗透法、纳滤法等，具有污染物去除率高，能回收废水中的重金属盐，工艺简单的突出优点，但是由于电渗析膜、反渗透膜、纳滤膜本身的成本较高，所需操作压力较大，造成膜法处理重金属废水的投资、运行成本偏高，影响了其在大规模工业废水处理中的应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺组合方便、操作简单、表面活性剂用量少、去除率高、成本低的含镉废水处理方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：本发明的利用表面活性剂处理含镉废水的方法，具体工艺步骤为：
1、将非离子表面活性剂十二烷基聚氧乙烯单醚(brij)或辛基酚聚氧乙烯(9-10)醚(tritonx-100)与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)按照非离子表面活性剂brij或tritonx-100与阴离子表面活性剂SDS的摩尔比值为0.1～1.7的比例混合。
2、将步骤1产生的混合溶液加入到含镉废水中，搅拌均匀静置反应，由蠕动泵送至超滤膜组件过滤，截留吸附了水中镉离子的胶团。
步骤1、2中(1)废水中镉离子浓度为5～50mg/L；(2)SDS添加量1.56×10-3mol/L～9.37×10-3mol/L；(3)膜操作压力值0.03Mpa～0.09Mpa；(4)静置反应时间0.5～10h。
所述超滤膜为聚砜或聚醚砜。
所述非离子表面活性剂brij或tritonx-100与阴离子表面活性剂SDS的摩尔比值为0.3～0.7时，镉离子去除效果最佳。
本发明具有如下优点：
1、去除效果好。当废水中镉离子浓度为5～50mg/L，非离子表面活性剂brij或tritonx-100与阴离子表面活性剂SDS的摩尔比值为0.3～0.7时，超滤膜出水中镉离子的浓度为2.00mg/L～4.53mg/L，镉离子的去除率为90.94％～96％。
2、能耗低、无相变。表面活性剂胶团与镉离子的附着以及超滤分离过程均没有相变，能耗低。
3、工艺组合方便，易实现自动化操作。可以根据废水水质的特点，将利用表面活性剂胶团的强化超滤方法和过滤、气浮、絮凝或者其它膜滤工艺组合。
4、阴离子表面活性剂SDS用量低。由于在废水中加入了非离子型表面活性剂brij或tritonx-100，阴离子表面活性剂SDS形成胶团的浓度降低，可以有效的减少该方法的运行成本，同时降低超滤膜出水中SDS的浓度。
具体实施方式
实施例1：测量得废水池中废水含镉离子浓度为50mg/L，按3×10-3mol/L的SDS与0.9×10-3mol/L的brij(摩尔配比0.3)混合，投放进废水池中，搅拌均匀，静置反应时间2h，由蠕动泵送至超滤膜组件过滤，膜操作压力0.07Mpa，超滤膜材质为聚醚砜，该膜截留分子量在6000～10000Dalton，通过原子吸收分光光度仪测定超滤膜出水中残留镉离子的浓度。
表1SDS与brij胶团强化超滤技术处理含镉废水
  SDS用量   3×10-3mol/L
  表面活性剂总量   3.9×10-3mol/L
  废水中镉离子初始浓度   50mg/L
  超滤膜出水中镉离子浓度   2.46mg/L
  镉离子的去除率   95.08％
  超滤膜出水中SDS浓度   1.54×10-3mol/L
实施例2：测量得废水池中废水含镉离子浓度为50mg/L，按3×10-3mol/L的SDS与1.5×10-3mol/L的tritonx-100(摩尔配比0.5)混合，投放进废水池中，搅拌均匀，静置反应时间2h，由蠕动泵送至超滤膜组件过滤，膜操作压力0.07Mpa，超滤膜材质为聚醚砜，该膜截留分子量在6000～10000Dalton，通过原子吸收分光光度仪测定超滤膜出水中残留镉离子的浓度。
表2SDS与tritonx-100胶团强化超滤技术处理含镉废水
  SDS用量   3×10-3mol/L
  表面活性剂总量   4.5×10-3mol/L
  废水中镉离子初始浓度   50mg/L
  超滤膜出水中镉离子浓度   2.31mg/L
  镉离子的去除率   95.38％
  超滤膜出水中SDS浓度   1.58×10-3mol/L
本发明涉及的去除重金属废水中镉离子方法的工艺中：将阴离子表面活性剂SDS投加到水中，使溶液中阴离子表面活性剂SDS的浓度超过了其临界胶团浓度值(CMC，6.25×10-3mol/L)就会形成粒径为0.005μm～0.01μm的胶团，胶团表面带高电荷，能吸附水中的镉离子，选用截留分子量为6000～10000Dalton的超滤膜过滤，使得吸附了水中镉离子的胶团被膜截留，水和少量表面活性剂以及未被吸附的镉离子透过膜，从而达到去除绝大部分镉离子的效果。由于非离子表面活性剂brij或tritonx-100的存在，阴离子表面活性剂SDS形成胶团的浓度显著降低，从而可以减少形成胶团的离子型表面活性剂用量以及表面活性剂的总量。对比实验如下：
对比实验1：测量得废水池中废水镉离子浓度为50mg/L时，添加6.25×10-3mol/L的SDS，搅拌均匀，静置反应时间2h，由蠕动泵送至超滤膜组件过滤，膜操作压力0.07Mpa，超滤膜材质为聚醚砜，该膜截留分子量为6000～10000Dalton，通过原子吸收分光光度仪测定超滤膜出水中残留镉离子的浓度。
表3浓度为6.25×10-3mol/L的SDS表面活性剂强化超滤技术处理含镉废水
  SDS用量   6.25×10-3mol/L
  表面活性剂总量   6.25×10-3mol/L
  废水中镉离子初始浓度   50mg/L
  超滤膜出水中镉离子浓度   2.026mg/L
  镉离子的去除率   95.95％
  超滤膜出水中SDS浓度   4.23×10-3mol/L
为达到与实施例1和2相同的镉离子去除效果(去除率等于95％)，如果只采用SDS胶团，则SDS的添加量为6.25×10-3mol/L，超滤膜出水中SDS的浓度为4.23×10-3mol/L；当向废水中加入SDS与brij或者SDS与tritonx-100时，SDS的添加量仅为3×10-3mol/L，超滤膜出水中SDS的浓度分别为1.54×10-3mol/L，1.58×10-3mol/L；可见非离子表面活性剂的使用明显减少强化超滤过程中阴离子表面活性剂SDS的用量，出水中SDS浓度也显著降低。
对比实验2：测量得废水池中废水镉离子浓度为50mg/L时，添加3×10-3mol/L的SDS，搅拌均匀，静置反应时间2h，由蠕动泵送至超滤膜组件过滤，膜操作压力0.07Mpa，超滤膜材质为聚醚砜，该膜截留分子量为6000～10000Dalton，通过原子吸收分光光度仪测定超滤膜出水中残留镉离子的浓度。
表4浓度为3×10-3mol/L的SDS表面活性剂强化超滤技术处理含镉废水
  SDS用量   3×10-3mol/L
  表面活性剂总量   3×10-3mol/L
  废水中镉离子初始浓度   50mg/L
  超滤膜出水中镉离子浓度   18mg/L
  镉离子的去除率   64％
  超滤膜出水中SDS浓度   2.08×10-3mol/L
当SDS用量与实施例1和2相同时(均为3×10-3mol/L)，如果只采用SDS胶团，则超滤膜出水中镉离子浓度18mg/L，超滤膜出水中SDS的浓度为2.08×10-3mol/L；当加入SDS与brij或者SDS与tritonx-100时，超滤膜出水中镉离子浓度分别为2.46mg/L、2.31mg/L，超滤膜出水中SDS的浓度分别为1.54×10-3mol/L、1.58×10-3mol/L；可见当SDS用量相同时，非离子表面活性剂的使用使得镉离子去除率显著升高，出水中SDS浓度也显著降低。
当表面活性剂胶团强化超滤去除废水中的镉离子时，非离子表面活性剂的使用可明显减少强化超滤过程中阴离子表面活性剂SDS的用量，提高镉离子去除率，降低出水中SDS浓度。

Claims (4)

1、一种利用表面活性剂处理含镉废水的方法，其特征在于其工艺步骤为：
1)将非离子表面活性剂十二烷基聚氧乙烯单醚或辛基酚聚氧乙烯(9-10)醚与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠按照非离子表面活性剂十二烷基聚氧乙烯单醚或辛基酚聚氧乙烯(9-10)醚与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠的摩尔比值为0.1～1.7的比例混合；2)将步骤1产生的混合溶液加入到含镉废水中，搅拌均匀静置反应，由蠕动泵送至超滤膜组件过滤，截留吸附了水中镉离子的胶团；步骤1)、2)中(1)废水中镉离子浓度为5～50mg/L；(2)十二烷基硫酸钠添加量1.56×10-3mol/L～9.37×10-3mol/L；(3)膜操作压力值0.03Mpa～0.09Mpa；(4)静置反应时间0.5～10h。
2、根据权利要求1所述的利用表面活性剂处理含镉废水的方法，其特征在于所述超滤膜材质为聚砜、聚醚砜。
3、根据权利要求2所述的利用表面活性剂处理含镉废水的方法，其特征在于：非离子表面活性剂十二烷基聚氧乙烯单醚或辛基酚聚氧乙烯(9-10)醚与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠的最佳摩尔比值为0.3～0.7。
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CN104370340A (zh) * 2014-10-23 2015-02-25 兰州交通大学 一种处理镉(ii)-酚复合污染的方法及其浓缩液的回收方法

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