论文部分内容阅读
近年来，我国许多可作为饮用水水源的地表水体、地下水体都受到不同程度的重金属污染。这些重金属离子大大超过了国家生活饮用水卫生标准，这就要求相应的对水中重金属离子去除的水处理工艺。膜色谱是近年发展起来的新型膜分离技术，是膜分离技术和色谱技术二者之间有机结合的产物。膜色谱介质(膜吸附剂)是通过选择合适的膜基质材料，将对重金属污染物具有特异性和选择性的基团连接到膜的表面及孔壁中去，当水流过时，对水中的重金属离子进行选择性吸附，从而达到去除水中重金属离子的目的。本课题制备了三种阳离子交换树脂填充PES膜吸附剂并对其去除饮用水中重金属离子的性能进行了考察。
分别以弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂110-H粉末，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂001×7粉末和大孔强酸性苯乙烯阳离子交换树脂D061粉末为功能颗粒，以聚醚砜(PES)为膜基质材料，N，N二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚乙二醇作为添加剂，采用相转化法制备了树脂填充PES膜吸附剂。随着树脂含量的增加，树脂填充PES膜吸附剂的断面结构中树脂颗粒增加，并且指状孔数量减少，纯水通量逐渐减小，对重金属离子的静态吸附容量增大。随着温度、pH值和吸附时间的变化，膜吸附剂的静态吸附容量随之变化。
当树脂含量为65％时，制备的树脂110-H填充PES膜吸附剂对重金属离子的静态吸附容量可达361.79 mg Hg2+/g，264.33 mg Pb2+/g和94.75 mg Cu2+/g；树脂001×7填充PES膜吸附剂的静态吸附容量为255.31mg Hg2+/g，255.35mg Pb2+/g和80.76mg Cu2+/g。树脂D061填充PES膜吸附剂静态吸附容量为256.05mg Hg2+/g，261.04mg Pb2+/g和40.19mg Cu2+/g。膜吸附剂对水中铜离子的动态吸附效果明显，动态吸附速度快。使用2％的硫酸溶液进行脱附，脱附速度快，脱附液用量少，脱附率分别为97.59％、94.67％和98.44％，脱附率高。制备的树脂填充PES膜吸附剂对铜离子的吸附过程符合朗格缪尔等温吸附方程。制备的膜吸附剂可以有效去除饮用水中的重金属离子。