电去离子过程脱除低浓度铜离子
1 实验装置与流程
.jpg) |
1.1膜堆结构
实验膜堆为一级两段结构，每段3个膜对，有效膜面积为135cm。淡室厚度3mm，其中填充阴阳离子交换树脂混合物；浓室厚度0.8mm，设有丝网以增强流体的湍动．实验采用低渗透异相阴阳离子交换膜，上海化工厂；强酸强碱性离子交换树脂，南开大学化工厂。先将阳膜和阳树脂充分转型为Cu型，阴膜和阴树脂转化为SO4型，然后再组装膜堆。
1.2操作条件
采用分析纯CHSO4•5H2O溶于去离子水，加入硫酸调整溶液的pH值约3.0，配制成原水．原水Cu2+浓度在50mg/L左右，流量为7.5L/h．实验采用浓水循环的流程．浓水循环液与来自原水的新鲜补充液会合后进入膜堆；膜堆浓水出水部分作为浓水产品，另外部分的浓水返回浓水罐继续循环．浓水循环液流量1.24L/h，浓水产品流量0.36L/h，补充新鲜料液流量0.36L/h．电极液为0.3%(质量分数)Na2SO4溶液，流量1.6L/h．EDI以恒定电压的方式操作。
1.3离子浓度分析
采用wfxl30型原子吸收分光光度计(北京瑞利分析仪器公司)，以火焰原子吸收法测定样品中的Cu2+浓度。
2 结果与讨论
纯水生产中EDI过程存在两种运行模式：溶液中离子浓度较高时，EDI在“增强传质”模式下运行，树脂保持为盐型，去离子作用主要通过树脂对离子传递的增强来实现；当离子浓度降低到一定程度时，EDI以“电再生”模式运行，淡化室中发生水解离，树脂被再生为H型和OH型，EDI相当于连续获得再生的混床离子交换．本文的研究结果证明在脱除低浓度铜离子时EDI也存在上述两种不同的运行模式。
3 结论
本文的研究证实了与制备纯水的EDI过程相似，脱除铜离子的EDI过程也存在“增强传质”和“电再生”两种模式。在“电再生”模式下，EDI可将Cu2+从50mg/L左右脱除至火焰原子吸收分光光度法无法检出，表明EDI用于脱除低浓度重金属离子是可行的。在阴膜的浓水室表面的局部区域，水解离产生的OH-与Cu2+结合形成Cu(OH)2沉淀，并进一步成为黑色的CuO结垢。通过膜堆形式及工艺条件的优化，即可消除金属氢氧化物产生的局部条件，从而避免结垢，获得一个连续稳定的EDI过程。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
