一种针对含重金属离子废水的胶束络合强化超滤处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种针对含重金属离子废水的胶束络合强化超滤处理方法及装置，所述方法包括步骤：S1.将泊洛沙姆和单宁酸于水溶液中自组装，使单宁酸的酚羟基和泊洛沙姆的醚键之间的多氢键相互作用结合，形成泊洛沙姆

【技术实现步骤摘要】
一种针对含重金属离子废水的胶束络合强化超滤处理方法及装置


[0001]本专利技术属于环境工程水处理领域，更具体地，涉及针对一种含重金属离子废水的胶束络合强化超滤处理方法及装置

技术介绍

[0002]重金属污染已成为危害人类健康最严重的环境问题之一，这使得重金属废水的处理在近些年成为世界科技前沿的研究热点。针对重金属废水的处理技术有很多，包括沉淀、混凝
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絮凝、离子交换、吸附和膜分离、超滤等，每种技术都有其优点，也有其局限性。超滤膜分离技术为重金属处理常用的技术，由于重金属离子或者其水合离子尺寸极小(0.1
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1nm)，要远远小于常规超滤滤膜尺寸(微米级)，因此选择超滤膜分离技术用于重金属废水的处理时，会需要使用一些辅助强化措施。主要为胶束强化超滤(Micellar
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enhanced ultrafiltration，MEUF)和络合强化超滤(complexation
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enhanced ultrafiltration，CEUF)，该两种方法均可以用来强化超滤重金属废水。
[0003]MEUF是通过使用表面活性剂与水中包括重金属离子在内的小分子形成大的胶束；CEUF是通过特定结构的基团与特定种类的重金属离子结合形成大的络合物，两种技术目的均是为了让重金属离子颗粒长大，大于超滤薄膜孔径，进而被超滤膜截留。但上述两种技术均存在一定的问题，MEUF对重金属离子没有选择性，如公开号为CN101293715A的中国专利技术专利，公开了一种胶束强化超滤深度净水方法及其设备，其主要是通过表面活性剂疏水基来将水中小分子物质(如环境激素、卤代烃消毒副产物及铅、锰等金属离子)吸附或溶解于其中，然后经超滤去除。因此，很容易被水中存在的一些竞争离子影响，如K
+
，Na
+
等；而导致需要加入更多量用于与水中物质形成胶束的表面活性剂；CEUF处理重金属必须依靠含有与重金属络合基团的络合物，不同的络合基团结合不同的重金属离子，一般需要多种含有不同基团的聚合物才可以实现重金属的去除；虽然络合剂单宁酸，可以和多种重金属络合，但其与重金属离子络合后，由于络合产物的颗粒尺寸较小，其重金属的去除率低，为了增加重金属与络合剂结合的尺寸，提高重金属离子的去除率，也需要添加多种大量的络合剂，从而造成了资源的浪费。
[0004]因此，亟需开发一种利用胶束和络合相结合来对多种重金属离子均具有较高去除率，且更节约资源的强化超滤方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术为解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种针对含重金属离子废水的胶束络合强化超滤处理方法，该胶束络合强化超滤处理方法通过胶束和络合结合起来，使其具有高效吸附截留重金属离子的特性。本专利技术的另一目的为提供胶束络合强化超滤处理方法在重金属废水过滤中的应用；本专利技术的再一目的是提供一种针对含重金属离子废水的胶束络合强化超滤装置。
[0006]本专利技术为了实现上述目的，采用以下技术方案：
[0007]一种针对含重金属离子废水的胶束络合强化超滤处理方法，包括如下步骤：
[0008]S1.将泊洛沙姆和单宁酸于水溶液中自组装，使单宁酸的酚羟基和泊洛沙姆的醚键之间的多氢键相互作用结合，形成泊洛沙姆
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单宁酸胶束混合液；
[0009]S2.将泊洛沙姆
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单宁酸胶束混合液与含重金属离子的废水混合，使泊洛沙姆
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单宁酸胶束捕集废水中重金属离子；
[0010]S3.用超滤膜对泊洛沙姆
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单宁酸胶束捕集后的液体过滤，得到的滤液即为去除重金属离子的废水。
[0011]本胶束络合强化超滤处理方法通过单宁酸的酚羟基和泊洛沙姆的醚键之间的多氢键相互作用形成胶束
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络合强化超滤新体系，综合了泊洛沙姆胶束特性和单宁酸的重金属络合特性，大大提高了对多种重金属的拦截和吸附。
[0012]进一步地，所述单宁酸和泊洛沙姆于水溶液中自组装，其自组装的结构为：
[0013][0014]其中，结构(I)中x与z的和为2～130，y为15～67。
[0015]上述结构泊洛沙姆具体型号时候x，y，z会有具体数值，x和z不需要相等，如泊洛沙姆188在共聚物中x与z的和为75～85，y为25～30。
[0016]进一步地，步骤S1所述泊洛沙姆和单宁酸于水溶液中自组装，水溶液中泊洛沙姆和单宁酸质量比为4:6
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6:4。
[0017]优选地，水溶液中泊洛沙姆和单宁酸质量比为5:5。
[0018]进一步地，所述泊洛沙姆为泊洛沙姆188、泊洛沙姆338、泊洛沙姆407的一种。
[0019]泊洛沙姆是一种由中部疏水的聚氧丙烯链(PPO)侧面连接两段亲水聚氧乙烯(PEO)构成的非离子式三嵌段共聚物。
[0020]进一步地，步骤S1所述泊洛沙姆和单宁酸于水溶液中自组装，水溶液中泊洛沙姆和单宁酸的总浓度不低于0.01mg/mL。
[0021]进一步地，步骤S1所述泊洛沙姆和单宁酸于水溶液中自组装，水溶液中泊洛沙姆和单宁酸的总浓度不低于0.1
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1mg/mL。
[0022]更进一步地，所述步骤S1所述将泊洛沙姆和单宁酸于水溶液中自组装，在如下条件下进行：温度为0
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60℃；pH值为2
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7。
[0023]进一步地，步骤S1所述将泊洛沙姆和单宁酸于水溶液中自组装，还需进行搅拌1min
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24h。
[0024]优选地，所述搅拌其时间为1
‑
2h。
[0025]进一步地，步骤S3所述超滤膜为1
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500kDa的超滤膜片、0.1
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1.2μm的微孔滤膜、2.5μm的滤纸之一。
[0026]进一步地，所述所述超滤膜材质为聚醚砜PES、混合纤维素MCE、再生纤维素RC、聚丙烯PP或聚四氟乙烯PTFE。
[0027]进一步地，步骤S2所述含重金属离子的废水由下述离子一种或任意组合组成：Co
2+
、Cu
2+
、Ni
2+
、Pb
2+
、Fe
3+
、Cd
2+
、Zn
2+
和Mn
2+
。
[0028]进一步地，所述重金属离子的总浓度为0.01mmol/L
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10mol/L。
[0029]本申请还提供了上述胶束络合强化超滤处理方法在重金属废水过滤中的应用。
[0030]本申请还提供了一种含重金属离子废水的胶束络合强化超滤装置，包括进液口、供压装置、胶束络合强化池、超滤膜、出液口，所述胶束络合强化池内有自组装的泊洛沙姆和单宁酸水溶液，胶束络合强化池上部分别与进液口和供压装置连接，胶束络合强化池下部设有超滤膜，超滤膜通过出液口与外接连通，通过超本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对含重金属离子废水的胶束络合强化超滤处理方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将泊洛沙姆和单宁酸于水溶液中自组装，使单宁酸的酚羟基和泊洛沙姆的醚键之间的多氢键相互作用结合，形成泊洛沙姆
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单宁酸胶束混合液；S2.将泊洛沙姆
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单宁酸胶束混合液与含重金属离子的废水混合，使泊洛沙姆
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单宁酸胶束捕集废水中重金属离子；S3.用超滤膜对泊洛沙姆
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单宁酸胶束捕集后的液体过滤，得到的滤液即为去除重金属离子的废水。2.根据权利要求1所述胶束络合强化超滤处理方法，其特征在于，所述单宁酸和泊洛沙姆于水溶液中自组装，其自组装的结构为：其中，结构(I)中x与z的和为2～130，y为15～67。3.根据权利要求1所述胶束络合强化超滤处理方法，其特征在于，步骤S1所述泊洛沙姆和单宁酸于水溶液中自组装，水溶液中泊洛沙姆和单宁酸质量比为4:6
‑
6:4。4.根据权利要求1所述胶束络合强化超滤处理方法，其特征在于，步骤S1所述泊洛沙姆和单宁酸于水溶液中自组装，水溶液中泊洛沙姆和单宁酸的总浓度不低于0.01mg/mL。5.根据权利要求1所述胶束络合强化超滤处理方法，其特征在于，步骤S1所述将泊洛沙姆和单宁酸于水溶液中自组装，在如下条件下进行：温度为0
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60℃；pH值为2
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7。6.根据权利要求1所述胶束络合强化超滤处理方法，其特征在于，步骤S1所述将泊洛沙姆和单宁酸于水溶液中自组装，还需进行搅拌1min
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【专利技术属性】
技术研发人员：范叶丽，王涛，高红方，李海玉，李平贵，孙雄，
申请(专利权)人：无锡学院，
类型：发明
国别省市：