现代工业的快速发展,产生大量含重金属废水,一方面会严重污染环境,其随意排放也会造成重金属资源的浪费。由于含重金属废水的复杂性,传统处理方法存在处理效率低、操作复杂、易形成二次污染等缺点。因此,研发新型、高效的处理技术,实现废水处理和重金属资源的回收利用,具有重要的实际意义。基于表面更新原理而提出的中空纤维更新液膜（HFRLM）技术是一种新型的同级萃取反萃技术,具有传质速率高、操作简单、无二次污染等优点,在含单组分重金属废水的处理中已有过较为系统的研究。本文将HFRLM技术应用到含多组分复杂体系的废水处理过程中,以CuSO₄/CoSO₄水溶液模拟含铜、钴两组分工业废水,以LIX984N为载体,H₂SO₄溶液为接受相,采用HFRLM技术选择性分离回收水溶液中的铜离子,并考察了料液相pH值、料液相中铜离子和钴离子初始浓度、反萃相氢离子浓度、载体浓度、油水体积比及两相流速等因素对过程的影响。结果表明,LIX984N对铜的分离选择性很高,传质通量较大,而对钴离子的选择性很低,两金属组分间的相互作用不会影响分离效果,分离因子大于100。因此,利用中空纤维更新液膜技术分离回收铜钴废水中铜离子是可行的。由于传质推动力的影响,铜离子的去除率和传质通量随水溶液中pH值的增加而增大,但当pH＞3.0时,少量的Co²⁺会因共萃进入有机相;反萃相中H₂SO₄浓度对过程的影响不大。按照HFRLM过程的载体促进迁移机理,当有机相为不含载体的纯煤油时,几乎没有传质发生;水溶液中铜离子去除率及分离因子随有机相中LIX984N体积浓度增大而增大。管程流体中的反萃相与油相的体积比在1:20～1:30时,处理效果较好。水溶液中铜离子的去除率随着管程流速的增大而增大,随着壳程流速的增大而减小;铜离子的传质通量随着管、壳程流速的增大而增大。含铜钴水溶液经6级串联HFRLM过程处理后,铜离子的去除率达到99.1%,废液出口铜离子浓度为0.5 mg·L^-1,铜离子富集倍数达20倍,反萃相中钴离子的含量低于0.1 mg·L^-1,以Cyanex272为钴离子萃取剂,将上步串联实验处理后的水溶液再次经6级串联HFRLM处理后,钴离子的去除率达到92.3%,出口铜离子浓度为0.5 mg·L^-1,钴离子浓度为0.8 mg·L^-1,达到国家废水排放标准,反萃相中钴离子的富集倍数接近16倍,很好的实现了铜钴离子的分离、重金属离子的富集浓缩及铜钴废水达标排放的目标。以串联阻力模型为基础,结合表面更新理论,考虑水溶液中两金属组分的相互作用,建立了中空纤维更新液膜处理铜钴废水的传质模型,模型计算结果与实验结果符合较好。本文的研究结果可为中空纤维更新液膜技术在多组分复杂体系处理中的研究与应用提供指导。