第
８
期
渗透膜对含铜废水进行中试研究
， 当进水含铜
３４０ｍｇ／Ｌ
时
， 透过液中铜质量浓度
＜４ｍｇ／Ｌ
。钟常明 等
［１１］
采 用 韩
国 世 韩 集 团 公 司 的 超 低 压 反 渗 透 膜
ＲＥ４０４０－ ＢＬ
对
矿山酸性废水进行处理与回用的研究
， 结果表明： 在
最佳的操作条件下
， 超低压反渗透膜对重金属离子和
溶液的总电导率的截留率分别达到
９７％
和
９８％
以上。
Ｊａｅ－ Ｗｏｏｋ Ｌｅｅ
等
［１２］
用反渗透处理高电导率的韩国某钢
铁公司的二次处理废水
（
２７００～３０００μｓ／ｃｍ
） ， 成功地除
去其中的单价和二价离子
［１２］
。众所周知
， 现在日本的绝
大多数电镀厂已采用膜分离技术来处理电镀废水
［１３］
。
反渗透膜处理重金属废水
， 不仅使渗透液达到排放
标准
， 而且浓缩液可直接回用或进一步回收处理， 这个
过程是废水中重金属离子回用的一个值得探究的方向。
但是由于传统反渗透膜法成本较高
， 装置投资较大， 限
制了其在废水处理方面的应用
， 国内外正在研究开发超
低压反渗透膜
， 采用超低压反渗透膜（
ＵＬＰＲＯＭ
） 不 仅
可以克服传统反渗透膜所面临的经济方面的压力
， 而
且还能获得高的重金属离子截留率
， 此工艺尚处于实
验室研究阶段
， 还需做大量的研究开发工作。
２
纳滤膜在重金属废水处理中的应用
纳 滤
（
ｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ
，
ＮＦ
） 膜是
２０
世 纪
８０
年 代 末
期发展起来的一种新型分离膜
， 在其应用中有两个显
著 的 特 点
： 一是它的截留分 子 量 （
ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ
ｃｕｔｏｆｆ
，
ＭＷＣＯ
） 介 于 反 渗 透（
ｒｅｖｅｒｓｅ ｏｓｍｏｓｉｓ
） 膜 和 超
滤
（
ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ
） 膜之间， 约为
２００～１０００
； 二是其表面
分离层由聚电解质构成
， 而使得它对无机电解质具有
一定的截留率
［１４－ １６］
。因此人们通常认为纳滤膜是一种
具有纳米级带电微孔结构的分离膜
［１７］
， 纳滤分离技术
主要基于筛分效应和电荷效应
［１８］
。此外
， 纳滤膜具有
离子选择性
， 对单价离子的截流率较低， 一般认为一
价离子渗透
， 相反对多价离子的截流率却较高， 这是
由于纳滤膜大多为荷电膜
， 对于不同价态的阴离子存
在
Ｄｏｎｎａｎ
效应所造成的。纳滤膜分离技术更适合某
些工业废水及市政废水的处理
［１８－ １９］
。
纳滤膜处理重金属废水具有操作压力低、水通量
大等优势
， 采用纳滤技术， 不仅可以使
９０％
以 上 的 废
水纯化
， 而且可同时使重金属离子含量浓缩
１０
倍
， 浓
缩后的重金属具有回收利用的价值
［２０］
。
Ｑｄａｉｓ
等
［８］
采用纳滤膜技术回收水样中的铜和镉
离子
， 结果表明： 纳滤膜对
Ｃｕ
２＋
和
Ｃｄ
２＋
的最佳截留率分
别为
９６％
和
９７％
； 他们同时也对含有多种重金属离子
的废水进行了处理
， 结果显示： 纳滤膜对重金属离子的
平均截留率达
９７％
。钟常明等
［２１］
应用纳滤膜技术脱除
矿山酸性废水中的重金属离子
， 结果表明， 在最佳条件
下
，
ＤＫ２５４０
纳滤膜对矿山酸性废水中的重金属离子
截留率达到
９７％
以上。
Ｍｏｈａｍｍａｄ
等
［２２］
应用纳滤膜技
术研究处理了含
Ｎｉ－ Ｐ
电镀工业废水
， 结果表明： 使用
带负电荷纳滤膜能成功地分离
Ｎｉ
２＋
和
Ｎａ
＋
混合溶液
， 同
时也成功地治理了含
Ｎｉ－ Ｐ
电镀工业废水。张显球等
［２３］
采用纳滤膜对含
Ｃｒ（Ⅵ）
废水进行试验研究
， 讨论了初
始浓度、
ｐＨ
、浓差极化、共存离子对处理效果的影响
，
试验结果表明
：
ＮＦ９０
膜对含
Ｃｒ（Ⅵ）
废水有良好的处理
效果
， 去除率超过了
９８％
， 出水
Ｃｒ（Ⅵ）
浓度
＜０．５ｍｇ／Ｌ
，
可以达标排放或回用于镀件漂洗。
３
液膜在重金属废水中的应用
液膜是以浓度差或
ｐＨ
差为推动力的膜
， 由萃取
与反萃取两个步骤界面膜构成。液膜过程的萃取与反
萃取分别发生在膜的两侧界面
， 溶质从料液相萃入膜
相并扩散到膜相另一侧
， 再被反萃入接收相， 由此实
现萃取与反萃取的“内耦合”
（Ｉｎｎｅｒ－ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）
， 液膜过
程 是 一 种 非 平 衡 传 质 过 程 。 液 膜 可 分 为
Ｂｕｌｋ ｌｉｑｕｉｄ
ｍｅｍｂｒａｎｅ （
简称
ＢＬＭ ）
［２４］
、
Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｌｉｑｕｉｄ ｍｅｍｂｒａｎｅ
（
简 称
ＳＬＭ）
［２５］
和
Ｅｍｕｌｓｉｏｎ ｌｉｑｕｉｄ ｍｅｍｂｒａｎｅ （
简 称
ＥＬＭ）
［２６］
等几种。
ＳＬＭ
的出现为重金属废水的处理提
供了一个很好的方法
， 它只需少量的增溶性有机载体
就可以达到很高的阳离子分离效率。
液膜法是将一定比例配制的有 机 溶 剂 同 内 相 试
剂混合制成乳液微滴
， 微滴表面形成一层极薄的液膜
（１￣１０μｍ）
， 膜内为内相试剂。将这种表面积较大的乳
液微滴与废水接触。水中待除的重金属离子便通过选
择性渗透、萃取、吸附等穿过液膜
， 进入内相同试剂反
应
， 废 水 中 的 重 金 属 离 子 得 以 去 除
［２７］
。
Ｙａｎｇ
等
［２８］
用
ＳＬＭ
分离电镀洗水中的铜、锌和铬离子
， 分别采用了
特定的载体来回收每种重金属
， 结果表明可得到高纯
度的渗透液。张仲甫等
［２９］
利用乳状液膜技术
（ＴＢＰ
作流
动载 体
，
ＮａＯＨ
溶 液 作 内 相 解 吸 剂
，
Ｓｐａｎ８０
作 表 面 活
性 剂
）
处 理 南 昌 五 金 厂 电 镀 车 间 的 含 铬 废 水
（
含 铬
１２１．８６ｍｇ／Ｌ）
， 只经一级处理便可满足排放要求。
液膜和固膜相比
， 液膜虽然表现出高选择性、高
定向性
（
高浓度到低浓度
）
、极大的渗透性、更大的膜表
面积、成膜简单等优点
， 但也存在一些局限性， 比如流
率较低、机械稳定性差和载体的存在限制了膜长时间
的稳定等
， 这些问题的存在限制了
ＳＬＭ
在工业上大
规模的应用。此工艺尚处于实验室研究阶段
， 还需做
大量的研究开发工作。
４
胶束增强超滤法在重金属废水中的应用
２０
世纪
８０
年代
， 国外开始研究胶束增强超滤法
钟常明
， 等
膜技术及其组合工艺在重金属废水中的应用
４５