文 献 综 述

1.前言

电镀废水主要包括电镀漂洗废水、钝化废水、镀件酸洗废水、刷洗地坪和极板的废水以及由于操作或管理不善引起的”跑、冒、滴、漏”产生的废水, 另外还包括废水处理过程中自用水的排放以及化验室的排水等。^[1]在电镀生产过程中化工原料利用率往往比较低, 污染物排放量较多, 电镀清洗水中溶入了各种污染物（如酸、碱、重金属、氰化物、油、有机物添加剂等），形成了不同类型的废水^[2]。电镀液的主要成分是金属盐和络合剂，包括各种金属的硫酸盐、氯化物、氟硼酸盐等以及氰化物、氯化铵、氨三乙酸、焦磷酸盐、有机膦酸等。电镀前的清洗是使工件通过脱脂（除油）或酸洗清除表面粘附的各种油污和氧化膜。电镀后的清洗则是洗净工件表面粘附的残留镀液或后续处理的残液，电镀行业习惯仅将冷、热水洗称为清洗，实际上就是通常清洗过程中的漂洗（包括浸泡、冲洗或喷淋等方式）^[3]。漂洗废水的排放量以及重金属离子的种类与浓度随镀件的物理形状、电镀液的配方、漂洗方法以及电镀操作管理水平等诸多因素而变。特别是漂洗工艺对废水中重金属的浓度影响很大，直接影响到资源的回收和废水的处理效果。其中含有的重金属离子或氰化物等, 有些属于致癌、致畸或致突变的剧毒物质, 对人类危害极大。如果处理不当, 不但污染江河湖泊，而且严重污染地下水资源^[4]。

处理重金属废水的方法有很多, 如化学法、离子交换法、电解法、吸附法、反渗透法等。化学法、吸附法等传统的废水处理技术, 处理药剂使用量大、运行费用高、反应慢且不易控制、处理效果不理想、出水水质差、残渣不稳定、回收贵金属难, 而且大多只是污染物质的转移, 会造成二次污染。^[5]用反渗透技术处理含重金属的废水则不需投加药剂, 能耗低, 设备紧凑, 易实现自动化, 不改变溶液的物理化学性质, 可以回收清水和贵金属, 适用于封闭循环无排放系统。此外反渗透膜技术还有除杂范围广、装置简单和操作方便等优点。应用反渗透装置在处理重金属离子的同时, 还可以去除污水中其他有害物质。

2.反渗透膜的种类特点

一般反渗透膜的孔径在0.3nm左右，制备的材料主要有芳香族聚酞胺类、纤维素的醋酸醋类、壳聚糖等反渗透膜一般是由高分子材料制成的,也有无机材料的,目前工业上膜材料主要是醋酸纤维素和方向聚酞胺。醋酸纤维素价格便宜,透水量大、除盐率高,但是缺点在于不耐腐蚀、不耐温、抗压性也比较差。芳香聚酞胺价格较高,透水性和除盐率均佳,机械强度极好,值适应范围宽,制作中空纤维膜的单位体积内的膜面积相对较大聚壳糖类反渗透膜具有特殊的耐溶剂性,易于改性,在具有同等厚度的分离层的条件下壳聚糖反渗透膜的透水率、脱盐率、耐久性都要优于传统的醋酸纤维素膜。但壳聚糖材料的反渗透膜目前还停留在研究阶段,并没有大规模工业应用。[6]聚酞胺复合膜的出现使得两种膜的优点得以最大化,通常的复合膜具有三层结构,即表皮层、过渡层和支撑层,制备时,过渡层和支撑层分开制备,以防止过渡层被压实从而增大水的阻力,引起透水率下降。^[7]

3. 反渗透原理以及特点

对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜,一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜称之为理想的半透膜,当把相同体积的稀溶液例如淡水和浓溶液例如盐水分别置于半透膜的两侧时,稀溶液中的溶剂将自发地透过半透膜向浓溶液一侧流动,这一现象称为渗透。当渗透过程达到平衡时,浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,即形成一个压差,称为渗透压。渗透压的大小取决于溶液的固有性质,即与溶液的种类、浓度和温度有关而与半透膜的性质无关。若在浓溶液一侧施加一个大于渗透压的压力,溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反,开始从浓溶液向稀溶液一侧流动,这一现象称为反渗透。^[8]反渗透装置就是利用上述这一原理,利用高压泵将待处理水增压后,借助半透膜的选择截留作用来除去水中的无机离子的,由于反渗透膜在高压情况下,只允许水分子通过,而不允许钾、钠、钙、锌、病毒、细菌通过,所以它能获得高质量的纯水^[9]。反渗透系统由反渗透装置及其预处理和后处理三部分组成。反渗透技术特点是无相变,能耗低,膜选择性高,装置结构紧凑,操作简便易维修和不污染环境等。

4.反渗透技术工艺操作参数