陽離子交換膜化學反應器去除銅離子的研究

根據離子交換膜對離子具有選擇透過性以及Donnan 滲析原理〔1〕，當無外加電壓時，原水中的待去除離子可在膜兩側補償離子與待去除離子活度比差的驅動下透過膜進入補償離子溶液，從而實現去除目的。基于Donnan 滲析原理，A. D. Fonseca 等〔2-4〕利用離子交換膜分離飲用水中的硝酸鹽和高氯酸鹽并采用生物反應器進行處理，在此基礎上將處理對象擴展到無機帶負電荷污染物〔5-9〕和金屬離子（汞和砷）〔10〕。筆者此前選擇工業廢水中常見的重金屬離子（Cu2+、Mn2+、Zn2+等）作為對象，研究了陽離子交換膜對這些離子的去除效果（去除率為75%~85%），通過實驗得出重金屬水化離子半徑及原子序數對分離去除效果產生影響的結論〔11-12〕，并討論了pH 對去除效果的影響〔13〕。在此研究基礎上，筆者進一步構建了離子交換膜化學反應器，對膜分離去除后的Cu2+進一步處理，并實現高濃度補償離子溶液的循環使用。