液膜法处理含镍废水的最佳条件试验
摘要：国内外有人采用SPAN-80作为表面活性剂，P204作为载体对镍进行分离回收，取得了一定的效果。本文采用新型表面活性剂L113B，以TBP为载体，民用煤油为膜溶剂，1.0mol/L氨水为内相分析试剂，制成液膜处理含镍水，取得了明显的效果。同时也表明L113B是一种有良好应用前景的表面活性剂。
1 分离机理
乳化膜是高度分散的油包水体系，内相试剂的分散取决于表面活性剂的作用。当表面活性剂吸附在油水界面时，由于其所带基团不同，使油相易发生变形，将水和油包裹在一起，形成乳白色的液膜。
镍在酸性水溶液中主要以[Ni(H2O)4]2+形式存在，由于其在油相中的溶解度有限，很难直接透过液膜扩散到内相水溶液中，但当在液膜中加入移动载体TBP后，它能迅速与水合镍离子发生反应，形成大的配合物，促使其在油相中溶解，并通过液膜后实现浓缩回收。
[Ni(H2O)4]2++mTBP→[Ni(TBP)m(H2O)4]2+
[Ni(TBP)m(H2O)4]2++4NH3·H2O→[Ni(NH3)4]2++mTBP+8H2O
经萃取浓缩后，改变pH或采用高压静电破乳，使油水分离，得到高浓度含镍溶液，油相可循环使用，其工艺流程如图1所示。
2 实验部分
2.1 试剂与仪器
L113B（聚双（丁二酰亚胺））、TBP（磷酸三丁酯）分析纯、金属镍99.99%、氯化镍分析纯、氨水分析纯、煤油（民用）。
WFX-1A原子吸收分光光度计；PHS-3C数字酸度计；高压静电破乳机（自制）。
2.2 牛奶产量
将表面活性剂L113B、溶剂煤油、流动载体TBP按一定比例混合，加入1.0mol/L氨水作为分解剂，在乳化机中高速搅拌（转速>2000r/min）10～20min，即可得到白色稳定的乳液膜。
2.3 分离
调节配制好的含100mg/L Ni2+的水的pH值至约4.70，加入一定量的上述乳化液，在分离器中以300r/min的速度搅拌30min，静置15min，然后乳化液与水层分离，最后测定水中残留的Ni2+含量。
2.4 破乳
分离后的乳化液再用高压静电法破乳，使内部水溶液与油相分离，油相返回乳化机循环使用，水相中的Ni2+被回收利用。您也可以在中国污水处理工程网查看更多技术文献。
2.5 Ni2+浓度的测定
采用WFX-1A原子吸收分光光度计测定处理水中残留的Ni2+浓度，确定最佳分离条件。
3。结果与讨论
3.1 酸度的影响
实验结果表明：pH值在4.0左右时萃取率（ER）最高，可达92%；pH>3.0时，萃取率在92%以上。外相液过酸（pH<3.0）时，膜容易发生溶胀，稳定性差，易破裂；pH>3.0时，液膜很稳定；pH在4.0左右时，溶胀率最小。
3.2 油内比及载体含量的影响
油相与内相氨水的比例直接影响分离效果，当油内比Roi为1.75时萃取率最高，如图2所示。
油相中TBP含量较高时，液膜易发生溶胀，萃取效果降低；TBP含量过低时，分离速度降低；只有当油相中TBP体积百分比为6.8%时，萃取率最高，且膜稳定性好，如图3所示。有含镍废水需要处理的单位，也可以到废水宝项目服务平台咨询有类似废水处理经验的企业。
3.3 表面活性剂投加量的影响
乳液中表面活性剂含量过高，由于其在油水界面处排列不规则，萃取率下降；表面活性剂含量大时，萃取率高但膜过于稳定，不易破膜；含量过低时，液膜不稳定，易发生破膜。试验结果表明，当L113B含量为1.8%时，效果最佳。
3.4 外相水与乳液比例的影响
从表1可以看出，试验中，当外相水与乳剂的体积比为20∶1、15∶1、12.5∶1时，提取率(ER)都在92％以上，当水乳比为10∶1时，提取率可达96％。
3.5 破乳与回收
加入浓盐酸改变pH值的破乳方法对油相回收制成的液膜有一定影响，采用自制高压静电装置试验破乳率可达96%，且设备简单易用，经测定回收率可达86.4%。
4。结论
①采用L113B-TBP-煤油组成的液膜系统处理低浓度（100mg/L以下）含镍废水，工艺简单，分离速度快，提取率可达96%以上，能够满足处理回收的要求。
②对于镍浓度为100mg/L左右的酸性废水，液膜系统最佳配比为：
煤油：L113B：TBP=91.4：1.8：6.8（体积比）
油相：内水溶液=1.75:1（体积比）
外相水：乳液=10:1（体积比）
③液膜重复运行7次，性能未发现明显变化。来源：中国环境频道