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采用聚砜中空纤维超滤膜,研究聚季铵盐-6(PQ6)和聚季铵盐-7(PQ7)强化超滤铼(VII)。研究PQ6和PQ7恒容超滤过程,在PQ6和PQ7络合铼(VII)的理论基础上,系统探讨PQ6-Re(VII)和PQ7-Re(VII)两种络合体系的强化超滤行为,进一步考察浓缩、解离、洗涤及聚季铵盐再生等过程。 1.考察pH值、温度和运行时间对PQ6和PQ7溶液膜通量(J)和截留系数(R)的影响。当pH值从3增大到9时,PQ6和PQ7的J和R几乎不随pH值变化而变化;当温度增大时,PQ6和PQ7的J线性递增,R不变;随着运行时间延长,PQ6和PQ7的J轻微衰减,R基本不变。在pH=7下,研究PQ6和PQ7溶液浓缩和渗滤过程,建立膜阻力及浓缩模型,发现:当体积浓缩因子为20时,PQ6和PQ7的J均一定程度衰减,R接近1;在渗滤过程中,PQ6和PQ7的J轻微增大,两者损失率分别为12.7％和47.2%,R随渗滤体积增大而逐渐增大到1;研究膜阻力模型,建立浓缩过程中聚季铵盐浓度与时间的数学关系,发现模型结果与实验数据较为吻合。 2.研究聚电解质与金属质量比(PMMR)、pH值、运行时间、温度、Cl-及SO42-浓度分别对PQ6-Re(VII)络合体系和PQ7-Re(VII)络合体系R、J的影响,发现:随着PMMR增大,RPQ6-Re(VII)和RPQ7-Re(VII)显著递增,此后趋于1,JPQ6-Re(VII)和JPQ7-Re(VII)轻微下降;在pH为3~9范围内,pH值的变化不影响RPQ6-Re(VII)、RPQ7-Re(VII)、JPQ6-Re(VII)和JPQ7-Re(VII);随着运行时间延长,RPQ6-Re(VII)和RPQ7-Re(VII)基本不变,JPQ6-Re(VII)和JPQ7-Re(VII)轻微衰减;当温度增大时,RPQ6-Re(VII)和RPQ7-Re(VII)基本不变,JPQ6-Re(VII)和JPQ7-Re(VII)线性递增;随着Cl-和SO42-浓度递增,RPQ6-Re(VII)和RPQ7-Re(VII)逐渐递减至不变,JPQ6-Re(VII)和JPQ7-Re(VII)略有下降。 3.在pH=7条件下,研究PQ6-Re(VII)和PQ7-Re(VII)体系的浓缩、解离、洗涤和聚季铵盐的再生过程,结果表明:在浓缩过程中,PQ6-Re(VII)体系的渗透液铼浓度(Cp,PQ6-Re(VII))和PQ7-Re(VII)体系的渗透液铼浓度(Cp,PQ7-Re(VII))不随浓缩因子(VCF)的变化而变化,分别为0.04和0.1mg/L;PQ6-Re(VII)截留液铼浓度(Cr,PQ6-Re(VII))和PQ7-Re(VII)截留液铼浓度(Cr,PQ7-Re(VII))随VCF增大呈线性递增;在PQ6-Re(VII)体系中,当VCF=40时,Cr,PQ6-Re(VII)从初始值5mg/L增大到198.3mg/L;在PQ7-Re(VII)体系中,当VCF=20时,Cr,PQ7-Re(VII)从初始值10mg/L增大到188.1mg/L。在整个浓缩过程中,RPQ6-Re(VII)和RPQ7-Re(VII)均接近1,JPQ6-Re(VII)和JPQ7-Re(VII)衰减缓慢,下降幅度分别为20.1%和24.2%。 对浓缩液进行解离,当PQ6-Re(VII)体系中Na2SO4浓度为100mg/L时,络合物解离平衡时间约为10min,解离效率为45.6%;当PQ7-Re(VII)体系中Na2SO4浓度为500mg/L,解离平衡时间约为30min,解离效率为53.3%;解离时JPQ6-Re(VII)和JPQ7-Re(VII)基本不变。 进一步对解离液进行洗涤,在PQ6-Re(VII)解离液中加入100mg/LNa2SO4洗涤液,当洗涤液体积为1L时,铼(VII)洗脱率为97.5%;在PQ7-Re(VII)解离液中加入500mg/LNa2SO4溶液进行洗涤,当洗涤液体积为4L时,铼(VII)洗脱率为94.7%。在洗涤过程中,JPQ6-Re(VII)和JPQ7-Re(VII)基本不变。洗涤后的PQ6和PQ7用于循环使用,再生PQ6和PQ7对铼(VII)的络合容量分别为新鲜PQ6和PQ7络合容量的92.1%和83.8%。