工业水处理2012-03,32(3) 侯若昕,等:水中硼的去除方法研究进展 处理效果影响较小,且反应20min即达到平衡。S.理后出水中的硼浓度达到饮用水及灌溉水标准的要 Yuksel等團对以粉煤灰去除水中的硼进行了研究,求,但树脂的再生及再生废水的处理是其面临的主 结果表明,对浓度为1mmoⅥ的含硼废水,在温度要问题。反渗透膜处理技术已广泛应用于海水淡化 为25℃CpH为10吸附时间为24h的条件下,当粉除硼等领域,其主要面临的问题为高pH对膜的损 煤灰投加量从20g增至100g/时,硼的去除率害、膜污染及RO浓水的处理等。电混凝法可处理高 从47%增至94%。MF. Chong等∞采用棕榈油厂锅浓度的含硼废水且较化学混凝法有更高的硼去除率 炉底灰为吸附剂处理硼质量浓度为15mg/L的陶瓷及更好的经济性,但在其应用中须考虑极板的消耗 工业废水,在底灰(粒径2mm)用量为133g/LpH能耗、沉淀的产生量及后处理等问题。由于活性炭、 为8反应时间为1h搅拌速度为100rmin的条件金属氧化物等吸附剂的处理和再生费用相对较高, 下,处理后出水中的硼可降至3mg/L 低费用吸附剂及以废弃物质作为吸附剂成为研究热 2.6组合工艺 点。组合工艺的选择应根据废水的成分、出水的要求 综合考虑各种方法的优缺点及废水的组成,采及各处理方法的优缺点进行综合考虑。 用各种工艺的组合工艺处理水中的硼,可获得更好 [参考文献] 的除硼效果,如吸附-微滤组合工艺(AMF),吸附/共 沉淀一反渗透工艺等 [1]全跃硼及硼产品研究与进展[M]大连:大连理工大学出版社 2008:332. M. Turek等m.用吸附共沉淀反渗透方法处(2]LAEA. Processing of nuclear power plant waste streams containing 理硼质量浓度为80mg/L的垃圾填埋场渗滤液,经 ric acid[R]. vienna: IAEA, 1996. 多级反渗透处理后硼质量浓度可降至低于1mg/L;53] Xu Yonglan, Jiang jiaqian, Technologies for boron removal.lh 产生的RO浓水中的硼质量浓度约为300mg,此 dustrial and Engineering Chemistry Research, 2008, 47(1): 16-24 浓水经过以氢氧化铝(或氢氧化铁)为吸附剂的吸 [4〕唐明林,邓天龙,廖梦霞.沉淀法从盐后母液中提取硼酸的研 究[海湖盐与化工,1994,23(5):17-19 附共沉淀工艺处理后其中的硼可降至95mg/L,处[5]张兴儒,王彬,张煜发等,用石灰乳从硼酸母液中沉淀硼影响因 理后水可回到反渗透系统进行处理。 素研究[J.无机盐工业,2005,37(10):21-23 AMF工艺具有高产水率及良好的分离效果,典6 Badruuk m, Kabay N, Demircioglub M,eta. Removal of boron from 型的工艺流程为):(1)硼选择性树脂吸附。(2)微滤 plant by selective ion-exck 膜将饱和树脂从水中分离。(3)盐酸或硫酸将硼从树 resins. L batch sorption-elution studies [J]. Separation Science and 脂中解吸。(4)微滤膜将解吸后的树脂从水中分离。(7] Kabay n. sarp s,sM,ea. Removal of boron from seawater b (5)树脂通过碱液再生。 J. Wolska等研究了将N selective ion exchange resins [J]. Reactive and Functional Polymers 甲基-D-葡萄糖胺聚合物微球材料树脂应用于AMF 2007,67(12):1643-1650 的除硼效果,研究表明树脂的用量及流速是影响8 Kabay N.PS,meM, et al. Removal of boron from swRo 除硼率的关键因素,当树脂用量为1g、流速为 permeate by boron selective ion exchange resins containing N 1ml/min时,数分钟后硼浓度即下降50%,出水硼 methyl glucamine groups[J]. Desalination, 2008, 223(1/2/3):49- 质量浓度约为0.5mg/L。M. Bryjak等(探讨了以9 Yilmaz-Ipek I. Koseoglu r, Yuksel U,tl. paration of boron from Dowex XUs4359400为吸附剂微滤膜孔径为0.4μm geothermal water using a boron selective macroporous weak base an- 的AMF系统对单级反渗透系统出水的除硼效果,结 ion exchange resin[J]. Separation Science and Technology, 2010. 果表明,在树脂粒径为20μm、用量为1g/L的条件 (6):809-813 下,出水中的硼从2mg/L降至05mg/L;系统运行 10] Ozturk N, Kose T E. Boron removal from aqueous solutions by ion- exchange resin: Batch studies[J]. Desalination, 2008, 227(1/2/3) 48h后,并未出现因吸附剂造成的膜污染,树脂重复 233-240. 使用20次后并未造成颗粒粒径的改变 [11] Kose T E, Ozturk N Boron removal from aqueous solutions by ion- 3结论与展望 exchange resin: Column sorption-elution studies [J]. Journal of 含硼废水的处理方法中,化学沉淀法能处理高12 Arias M F c,BuLw, Rico D P, et al. Approximate cost of the 浓度含硼废水,但需面对化学试剂消耗量大及沉淀 elimination of boron in desalinated water by reverse osmosis and ion exchange resins[J]. Desalination, 2011, 273(2/3): 421-42 物需后处理等问题。硼选择性离子交换树脂可使处31 Wei Yuting, Zheng Yuming, Chen JP. Design and fabrication of an工业水 处理 2012—03，32(3) 侯若 昕，等 ：水 中硼 的去 除方法 研 究进 展 处理 效果 影 响较小 ．且 反应 20rain即达 到平 衡 。S． Yuksel等[38]对 以粉煤灰去除水 中的硼进行 了研究 ， 结 果 表 明 ．对 浓 度 为 1mmol／L的含 硼 废 水 ，在 温 度 为 25℃、pH 为 10、吸附 时间 为 24h的条 件下 ，当粉 煤灰投加量从 20g／L增至 100g／L时 。硼的去除率 从 47％增至 94％ M．F．Chong等 (采 用棕 榈油 厂锅 炉底灰为吸附剂处理硼质量浓度为 15mrdL的陶瓷 工业 废 水 ．在 底 灰 (粒 径 >2mm)用 量 为 133g／L、pH 为 8、反应 时 间为 1h、搅 拌速 度 为 100dmin的条 件 下 ．处理后 出水中的硼可降至 3mg／L。 2．6 组合工 艺 ． 综合 考 虑各 种 方 法 的优 缺 点及 废 水 的组 成 ．采 用各种工艺的组合工艺处理水中的硼，可获得更好 的除硼效果 。如吸附一微滤组合工艺 (AMF)，吸附／共 沉淀一反渗透工艺等。 M．Turek等n7]采用吸附／共沉淀一反渗透方法处 理硼质量浓度为 80mrdL的垃圾填埋场渗滤液 ．经 多级反渗透处理后 。硼质量浓度可降至低于 1mg／L； 产 生 的 RO浓 水 中 的 硼质 量 浓 度 约 为 300mg／L．此 浓 水 经 过 以氢 氧 化 铝 (或 氢 氧 化 铁 )为 吸 附 剂 的 吸 附／共 沉 淀工 艺处 理后 。其 中的硼 可 降至 95mg／L。处 理后 水 可 回到 反渗 透系统 进行 处理 。 AMF工艺具有高产水率及 良好 的分离效果 ．典 型的工 艺流程 为 [∞]：(1)硼选 择性树 脂 吸附 。(2)微 滤 膜将饱和树脂从水 中分离。(3)盐酸或硫酸将硼从树 脂 中解 吸 。(4)微 滤膜 将 解 吸后 的树 脂从 水 中分离 。 (5)树脂通过碱液再生。J．Wolska等[41)研究 了将 Ⅳ_ 甲基一D一葡萄糖胺聚合物微球材料树脂应用于 AMF 的 除 硼 效 果 ．研 究 表 明树 脂 的 用 量 及 流 速 是 影 响 除 硼 率 的关 键 因 素 。当 树 脂 用 量 为 1g／L、流 速 为 1mL／min时 ．数分钟后 硼浓度 即下 降 50％。出水硼 质 量 浓 度 约 为 0．5mg／L M．aryjak等 (423探 讨 了 以 DowexXUS43594．00为吸附剂 、微滤 膜孔径 为 0．4LLm 的 AMF系统 对单 级反渗 透 系统 出水 的除硼 效果 ．结 果表明 。在树脂粒径为 20txm、用量为 1g／L的条件 下 。出水中的硼从 2mg／L降至 0．5mg／L：系统运行 48h后 ，并未 出现 因吸 附剂造 成 的膜污 染 ，树 脂重 复 使用 20次后并未造成颗粒粒径的改变 3 结论 与展 望 含硼废水 的处理方法中。化学沉淀法能处理高 浓度含硼废水 。但需面对化学试剂消耗量大及沉淀 物需后处理等问题。硼选择性离子交换树脂可使处 理后 出水 中的硼浓 度达 到饮用 水及 灌溉 水标 准 的要 求 ．但树 脂 的再生 及再 生废水 的处 理是 其 面临 的主 要 问题 反渗 透膜 处理 技术 已广 泛应用 于海 水淡 化 除 硼等 领域 ，其 主要 面 临 的 问题为 高 pH 对膜 的损 害 、膜污染及 RO浓水的处理等。电混凝法可处理高 浓度的含硼废水且较化学混凝法有更高的硼去除率 及更好 的经济性 ．但在其应用中须考虑极板的消耗 、 能耗 、沉淀 的产生 量及 后处 理等 问题 。 由于活性炭 、 金 属 氧化 物 等 吸 附剂 的处 理 和再 生 费 用相 对 较高 ， 低费用吸附剂及 以废弃物质作为吸附剂成为研究热 点 。组 合工 艺 的选择应 根 据废水 的成 分 、出水 的要 求 及各处理方法的优缺点进行综合考虑。 [参考文献] [1]全跃 ．硼及硼产 品研究与进展 [M]．大连 ：大 连理工 大学出版社 ， 2008：332． [2]IAEA．Processingofnuclearpowerplantwastestreamscontaining boricacid[R]．Vienna：IAEA，1996． [3]XuYonglan，JiangJiaqian．Technologiesforboronremoval[J]．In— dustrialandEngineeringChemistryResearch，2008，47(1)：16—24． [4]唐 明林 ，邓 天龙 ，廖梦 霞．沉 淀法从 盐后母 液 中提取 硼酸 的研 究 [J]．海湖盐与化工 ，1994，23(5)：17—19． [5]张兴儒 ，王彬 ，张煜发 ，等．用石灰乳从硼酸母液 中沉淀硼影响因 素研究[J]．无机盐工业 ，2005，37(10)：21—23． [6]BadmkM，KabayN，DemireioglubM，eta1．Removalofboronfrom wastewaterofgeothermalpowerplantby selective ion—exchange resins．I．batchsorption—elutionstudies[J]．SeparationScienceand Technology，1999，34(13)：2553-2569． [7]KabayN，SarpS，YukselM，eta1．Removalofboronfromseawaterby selectiveionexchangeresins[J]．ReactiveandFunctionalPolymers， 20o7，67(12)：1643—1650． [8]KabayN，SarpS，YukselM，eta1．Removal ofboronfrom SWRO perm eate by boron selective ion exchange resins containing N —- methylglucaminegroups[J]．Desalination，2008，223(1／2／3)：49- 56． [9]Yilmaz—IpekI，KoseogluP，YukselU，eta1．Separationofboronfrom geotherm alwaterusingaboronselectivemacropomusweakbasearI— ionexchangeresin[J]．SeparationScienceandTechnology，2010，45 (6)：809—813． [10]OzturkN，KoseTE．Boronremovalfromaqueoussolutionsbyion— exchangeresin：Batchstudies[J]．Desalination，2008，227(1／2／3)： 233-240． [11]KoseTE，OzturkN．Boronremovalfromaqueoussolutionsbyion— exchangeresin：Colunm sorption—elutionstudies[J]．~umal of HazardousMaterials，2008，152(2)：744—749． [12]AriasdM FC，BruLV，RicoDP，eta1．Approximatecostofthe eliminationofboronindesalinatedwaterby~vemeosmosisand ionexchangeresins[J]．Desalination，2011，273(2／3)：421-427． [13]WeiYuting，ZhengYuming，ChenJP．Designandfabricationofan 一 17—