[發明專利]可用于處理重金屬和氨氮及放射性廢水的微乳液膜藥劑及其處理方法

有效

• 申請號: 201210283991.X
• 申請日: 2012-08-10
• 公開（公告）號: CN102757107A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 肖國光;余侃萍;楊國超;肖焱;曾娟
• 申請（專利權）人: 長沙礦冶研究院有限責任公司
• 主分類號: C02F1/26
• 分類號: C02F1/26;C02F1/44;C02F1/58;C02F1/62;B01D61/40;B01D71/06;C02F9/02;G21F9/06;B09C1/08
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪;楊斌

技術領域

本發明涉及一種污染物的處理藥劑及其處理工藝，尤其涉及一種利用液膜分離技術處理污染物的處理藥劑及處理工藝。

背景技術

液膜（Liquid?Membrane）作為一項分離技術被廣泛研究始于上世紀60年代，近半個世紀以來，液膜分離技術在全球得到了迅速地發展。液膜分離技術作為新的分離凈化和濃縮方法，與傳統的分離操作相比具有能耗低、分離效果高、無二次污染、工藝簡單等特點，在水處理、生物化工、食品工業、造紙工業、制藥工業等領域得到了廣泛的應用。目前，環境問題日趨嚴重，重金屬廢水處理和清洗受污土樣一直是我國乃至世界在環保方面一直關注和亟待解決的問題，而利用液膜技術處理重金屬廢水，既能得到可達標的水源，又能有效地利用廢水中的有價成分，已越來越受到人們的重視。

另外，冶金工藝中，如氨法生產氧化鋅、氨法生產氫氧化亞鎳、氨法提銅、提釩、氨法浸礦等冶金過程均產生大量的氨氮廢水，過量的氨氮廢水若直接排入水體，將導致水體的富營養化且嚴重缺氧，使水生植物大量死亡，腐敗的機體導致厭氧性微生物繁殖，水質變渾、變臭，破壞生態，污染環境，因此，含氨氮廢水的脫氮處理受到人們的廣泛關注。目前，主要的脫氮方法有生物硝化反硝化、折點加氯、氣提吹脫和離子交換法等，以上方法會由于游離氨氮的生物抑制作用或者成本等原因而使其應用受到限制，而利用液膜技術處理含氨氮廢水也開始受到人們的關注。

此外，近幾年國內利用核原料發電發展迅速，沿海核電站已投產運行，內陸核電站也在陸續興建。正常運行情況下，核電站冷卻水中放射性核素濃度很低，但如出現突發事件、地震等強烈因素，致使放射性物質泄露進入水體，則需要快速、安全的應急處理措施，因此，含放射性物質廢水的處理也緊隨重金屬廢水的處理，被迅速地提上議程。

液膜是以濃度差或pH值差為推動力的膜，由萃取與反萃取兩個步驟界面膜構成。液膜過程的萃取與反萃取分別發生在膜的兩側界面，溶質從料液相萃入膜相并擴散到膜相另一側，再被反萃入接收相，由此實現萃取與反萃取的“內耦合”（Inner-coupling）。液膜過程是一種非平衡傳質過程，一般是將按一定比例配制的有機溶劑同內相試劑混合制成乳液微滴，微滴表面形成一層極薄的液膜（1μm～10μm），膜內為內相試劑。將這種表面積較大的乳液微滴與廢水接觸，水中待除的重金屬離子便通過選擇性滲透、萃取、吸附等穿過液膜，進入內相試劑反應，廢水中的重金屬離子得以去除。現有液膜處理工藝的基本流程如圖1所示。

近十年來，大量的液膜體系不斷出現，被用于分離貴金屬離子、有毒金屬離子、放射性金屬離子、稀土元素、有機酸、手性物質、含酚廢水和氣體、清洗受污土樣等方面，該技術得到了迅速發展，已由最初的基礎理論研究進入到初步工業應用階段，尤其在環保和冶金方面取得了較大發展。

進入21世紀，防治污染、保護生態環境是社會和經濟可持續發展的重大課題，同時也為液膜分離技術的研究開創了新局面。液膜雖然表現出高選擇性、高定向性（高濃度到低濃度）、極大的滲透性、更大的膜表面積、成膜簡單等優點，但也存在一些局限性，比如流率較低、機械穩定性差等限制了膜長時間的穩定，電壓、電場頻率、油內比對連續破乳的影響使破乳不連貫等，這些問題的存在限制了液膜分離技術在工業上大規模的應用。因此，現有的液膜工藝還需做大量的研究開發工作，同時有望通過結合其他的膜處理工藝，以適應對各種含污染物廢水的處理需求。

就現有對液膜的研究情況來看，液膜傳質速率高與選擇好等特點，使之成為分離、純化與濃縮溶質的有效手段。高滲透性、高選擇性與高穩定性是膜分離過程所應具備的基本性能。然而，就迄今所開發的大多數液膜處理工藝過程來看，很難同時具備這三種性能，這增加了液膜應用化研究和開發的難度，尤其是影響到液膜處理工藝在重金屬廢水及放射性廢水中應用。如何更有效地解決液膜的溶脹性、選擇性與穩定性，是實現液膜在廢水處理中進行工業化應用的關鍵。

發明內容

本發明要解決的技術問題包括如何解決液膜的溶脹性、選擇性與穩定性，如何更好地實現液膜的工業化應用等，并根據現有廢水中污染物質的特點，提供一種溶脹性小、選擇性與穩定性好的可用于處理廢水（如重金屬和氨氮及放射性廢水）或清洗受污土樣的微乳液膜藥劑，還相應提供一種設備投資小、占地少、處理能力大、成本低、無二次污染、可實現流態化處理和全程自動控制的連續微乳液膜藥劑處理廢水或清洗受污土樣的方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為一種可用于處理重金屬和氨氮及放射性廢水的微乳液膜藥劑，包括膜相和內水相，所述膜相主要由以下體積分數的組分配制而成：

有機溶劑???????????????42%～60%，