泡沫分离法去除废水中的铅镍离子.pdf

●试验 研 究 中 国资 源综 合 利用 Chi n a Re s o u r c e s Comp r e h e ns i v e Ut i l i z a t i o n Vo 1 ． 2 6。 No ． 9 2 0 0 8年 9月 泡沫分 离法 去 除废 水 中 的铅 镍 离子 金 玉，陈 雷 ， 殷 建 ，巴 琦 吉林建筑工程学院 市政 与环境 工程学院， 吉林长春 l 3 o o 2 1 摘要 采用泡沫分离法对模拟废水 中的铅镍 离子进行 了去除实验 ， 研 究了废水气流速度、 p H值 、 表面活性 剂浓度 、 分 离时间等 因素对分离效果的影响。结果表明 ， 利用十二烷基硫酸钠为表面活性 剂 S D S ， 当p H 值为 9 ． 0 、 气速为 3 0 0m l ／ m i n时， 若 S D S浓度为 1 0 m g ／ L ， 镍 离子达到最大去 除率 ； 若 S D S浓度 为 2 0 m g ／ L ， 铅 离子分 离率最佳， 残液废水可以达到排放标准。 关 键词 泡沫 分 离 ； 铅 离子 ； 镍 离子 ； 十 二烷 基硫 酸 钠 中图分类号 X 7 0 3 ． 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 9 5 0 0 2 0 0 8 0 9 0 0 1 4 0 3 S e p a r a t i o n 0 f Pb ／ Ni 2 f r 0 m W a s t e wa t e r b y F0 a m Fr a c t i o n a t i 0 n J ／ n Y u ， C e r r L e ， Y i n J i a n， B a Q i S c h o o l o f Mu n i c i p a l a n d E n v i r o n me n t a l E n g l n e e r i n g ，j i l i n I n s ti t u t e o f A r c h i t e c tu r e a n d C i v i l E n g i n e e r i n g ， C h a n g c h u n 1 3 0 0 2 1 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e p u r p o s e o f t h i s p a p e r i s S e p a r a t i o n o f p b 2 ／ Ni f r o m wa s t e w a t e r b y f o a m f r a e t i o n a t i o n ． I n fl u e n c e s o f g a s v e l o c i t y ，p H v a l u e s，s u r f a c t a n t c o n c e n t r a t i o n，i s o l a t i o n t i me o n t h e r e mo v a l e f f i c i e n c y a r e d i s c us s e d． T h e r e s u l t s s h o w t h a t b y t h e c o n c e n t r a t i o n o f S DS t o 1 0 mg ／ L． t h e b e s t e f fi c i e n t s e p a r a t i o n o f P b h a s b e e n ma d e u n d e r t h e c o n d i t i o n o f p H 9 ． 0。 g a s v e l o c i t y i S 3 0 0 ml ／ mi n ，a n d t h e ma x i mu m r e mo v a l o f Ni 2 i S t h e c o n c e n t r a t i o n o f S D S t o 2 0 m L，a n d t h e o t h e r c o n d i t i o n s a r e t h e s a me a s t h e P b ／ s ． T h e r e s i d u e c a n b e a c h i e v e d t o w a s t e wa t e r d i s c h a r g e s t a n d a r d s ． Ke y wo r d s f o a m f r a c t i o na t i o n；pb 2 ；Ni ；S DS 泡沫分离法又称气浮法 ，是利用泡沫与水界面 离子的浓度为 2 m g ／ L 。 的物理 吸附作 用 以形 成 表聚物 去污净 水 的方法 。主 要被用于脱除废水中的表面活性物质和洗涤剂 ， 提 取可与表面活性剂络合或鳌合在一起的物质 ，如金 属离子 ， 在生化制品领域 中， 进行病毒分离 以及蛋白 质、 酶的提炼[ 1 。 含铅 、 镍离子的废水是冶金、 电镀 、 纺织 、 炼油等 工业生产过程中产生的主要废水 ，若不加 以回收利 用， 将造成金属资源浪费并且污染环境 ， 利用泡沫 分离法处理重金属离子废水 的优点在于其选择性 白 瘩气 高 、 回收率高。 1 实验 1 ． 1 实验装 置 与流程 图 1为间歇式泡沫分离实验流程装置示意图 ， 分离塔的结构尺寸为内径 9 0 m m， 塔高 l 5 0 0 m m， 在 塔轴上按一定高度排布了 1 6个取样 口。铅 、 镍离子 的含量用原子吸收分光光度计测定 。 1 ． 2 废水水质 用去离子水配成原液废水 ， 模拟工业废水中铅、 镍 1 ． 原液槽 2 ． 恒流泵 3 ． 泡沫分离塔 4 ． 转子流量计 图 1 实验 装置 示意 图 1 - 3 实 验 目的 通过泡沫分离试验主要研究 p H值 、 气流速度 、 表面活性剂十二烷基硫酸钠 简称 S D S 、 分离时间 等因素对离子去除率的影响。 2实验 结果与 讨论 2 ． 1 气速对分离过程的影响 收稿 日期 2 0 0 8 0 7 0 9 作者简介 金玉 1 9 8 2 一 ， 女 ， 吉林长春人 ， 硕士研究生 ， 研究方向 污水处理。 一 l 4一 维普资讯 第 9期 金 玉等 泡沫分离法去除废水 中的铅镍离子 ● 试验研究 泡沫分离过程 中，气速影响水相与有机相的混 合程度 以及泡沫的产生，从而影响金属离子的去除 率。 夹带率是气体上升过程中， 气泡和表面活性剂夹 带的水量与原水量的比值 ，是考察离子分离效率的 重要参数 ， 夹带率越高， 则离子去除率越低。如图 2 所示 ， 铅离子在相同的 p H值时 ， 夹带率 随鼓气量的 增加有不同程度的增加 ， 在鼓气量为 3 0 0 ml ／ mi n时 出现最佳去除率。图 4所示镍离子的夹带率也 出现 类似情况 。由图 3可以看出 ， 在 S D S浓度不变 的情 况下 ， 随着鼓气量增加 时， 夹带率明显增加 ， 鼓气量 3 0 0m l ／ m i n时的夹带率仍出现最低值 。 而图 5中， 镍 4 5 6 7 8 9 p H值 图 2 铅离子在 p H值条件下鼓 气量对夹带率影响 0 1 0 2 0 3 0 4 0 S D S浓度 m g ／ L 图3 铅离子在 S D S浓度条件下鼓气量对夹带率影响 2 9．00 2 6 ． oo 2 3．0o 20 ． 0 0 1 7． 0 0 轻 1 4．o0 1 1 ． 0 0 8． 0 0 5 ． o o 4 5 6 7 8 9 p H 值 图4 镍 离子在 p H值条件下鼓 气量对夹带率影响 离子的夹带率也与其相同。 ／ 、 、 瓣 捂 4 5 6 7 8 9 p H 值 图 6 p H值 对泡 沫分 离的 影响 2 ． 3 表面活性剂对分离效果的影响 对与某些本身具有表面活性 的物质而言 ，不加 表面活性剂就可以直接去除，但是对于水 中的金属 离子来说 ， 本身并不具有表面活性 ， 需要加入其它试 剂 ， 使其具有表面活性 ， 以达到分离的目的。本实验 选择 S D S作为表面活性剂。如 图 7所示 ， 对于这两 种离子，只需少量的表面活性剂就能达到分离的 目 的，铅 、镍两种离子的最佳表面活性剂浓度分别是 2 0 mg ／ L和 1 0 mg ／ L ， 随 着表 面 活性 剂浓 度 的继续 增 加 ， 分离率已开始降低。 2 ． 4分 离时 间对分 离效 果 的影 响 停留时间越长， 气液接触越充分 ， 金属离子与气 泡的吸附机率就越大 ， 因而去除率增高。 当停 留时间 达到一定的限度时， 去除率增加缓慢。由图 8可知 ， 停留时间从 4 5 m i n增至 6 0 m i n时去除率 的增加 已 经很 少 了。 一 1 5一 m肿 肿m肿 mm 肿肿 肿肿 肿 “ B 9 7 ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 舳 加 合∞ ∞ 一 一 瓣 ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 加 “ 一 一 瓣靼 ∞∞ ∞∞∞ ∞∞ ∞∞ ∞ 加 “ u 一 一 瓣靼 维普资讯 ● 试验研究 中国资源综合利用 第 9期 ， 、 、- ， 僻 0 1 0 2 0 3 0 40 S D S浓 度 mg ／ L 图 7 S D S浓度 对分 离效 果的影 响 T mi n 图 8 停 留时 间对 分 离效果 的影响 ● 市场 动 态 3结论 1 在 气 流速度 为 3 0 0 m L ／ m i n ， p H值 为 9 ． 0 , S D S 浓度为 2 0 mg ／ L时 ， 铅离子去除率最高。 2 在气流速度为 3 0 0 m L ／ m i n ， p H值为 9 ． 0 ， S D S 浓度为 1 0 mg ／ L时 ， 镍离子去除率最高。 3 同时去除铅镍离子的最佳条件是 p H值为 9 ． 0 ， 鼓气量在 3 0 0 m l ／ m i n ， S D S浓度为 1 5 mg ／ L 。 参考文献 1 佐布利斯 A I ． 应用生物表面活性剂浮选除去金属离子[ J ] ． 国 外 金 属矿 选 矿 ， 2 0 0 4， 4 t 5 3 9 4 2 ． 2 杨运泉， 施亚钧， 邓修． 吸附泡沫分离技术脱除废水 中微量 表面活性剂的数学模型[ J ] ． 环境科学学报 ， 1 9 9 5 1 1 0 6 一 l1 3． 3 王娟 ， 诸家瑛． 泡沫塔吸附 B F 4 [ J ] ． 化工学报 ， 1 9 9 4 3 3 8 o _ 3 8 4． 4 陶有胜， 朱联锡 ， 张克仁．镍离子和铜离子沉淀浮选实验研究[ J ] l 水处理技术 ， 1 9 9 7 ， 2 3 3 1 7 5 1 7 7 ． 5 R UB I N A J ， J OHNS ON J D． L AMB J C ． C o mp a r i s o n o f v a r i a b l e s i n i o n a n d p r e c i p i t a t e fl o t a t i o n [ J ] ． C h e m E n g P r o c e s s D e s D e v ， 1 9 9 6 5 3 6 8 3 7 4 ． 责任编辑／ 叶丹秋 钢 材 等 金 属 原 料 价 格 可 能 继 续 回落 大宗商品价格连续两个月下跌 ，导致国内生产 资料价格数据在连跌七周后 ， 上周跌势突然变猛 ， 周 跌 幅达 到 1 _ 3 ％，为两年 来 的最大 周跌 幅。业 内人 士 称 ， 铁矿石 、 铝 、 铜等金属 原料继续 下跌的空 间很 大 。 上周 生产资 料价 格跌 1 ． 3 ％ 根据 国家商务部公布的数据，上周国内重点监 测 的生产 资料 市 场价格 较 前一周 下跌 1 ． 3 ％， 连续 七 周保持跌势； 下跌的范围也 明显扩大。 在全部 1 1 2种 主要商品中， 价格周环比下跌的有 4 5种 ， 占 4 O ． 2 ％； 持平的有 5 1 种 ， 占 4 5 ． 5 ％； 上涨的有 1 6种 ， 仅 占到 1 4 ． 3 ％ 。 受益于美元汇率 的反弹和投机资金的流 出， 铁 矿石和原油等品种再次成为促进整体价格下跌的重 要 因素 。 其 中铁 矿石 上周 跌 幅明显 扩大 ， 达 到 8 ． 1 ％， 不仅 居跌 幅榜 的首位 ， 同时也是 其在 2 0 0 8年 以来 的 最大跌幅。此外 ， 原油价格在此前一周下跌 1 ． 8 ％的 基础上 ， 跌幅也扩大至 2 ． 6 ％。 一 1 6一 生产 资料价 格可 能继续 回落 通货膨胀出现缓解， 同时 ， 由于大宗商品价格下 跌仍然没有停止的迹象，这就为通胀的进一步 回落 提供了可能。 截 至 2 0 0 8年 9月 4 日 ， 国 际 油 价 最 新 价 为 1 0 7 ． 7美元 ， 比两个月以前下跌了近 3 0 ％。 此外 ， 经过两个月的下跌 ， 铝 、 铜等用途最为广 泛 的金 属 材 料 的价 格 已经 和 2 0 0 7年 同期 持 平 ， 而 铅 、锌 、镍等金属更是 比 2 0 0 7年 同期分别下跌了 3 7 ％ 、 4 2 ％和 3 5 ％。在伦 敦金属 交 易所 L ME 挂牌 的 所有金属品种中 ，仅锡 的价格高于 2 0 0 7年 同期约 2 5 ％左 右 。 著名商 品经纪商 MF G l o b a l 认为 ，原油和金属 的下跌仍将继续 ， 许多 L ME金属以及原油将测试关 键 支撑位 。此 外 ， 未 来几 周美 元也 可能 进一 步上 涨 ， 对处于跌势的大宗商品无疑是雪上加霜。 资 讯 ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 跖 昭 舳 合 一 r I ／ 暑 g u 维普资讯