MEUF中表面活性劑基因差異對苯酚增溶性能的影響研究.pdf

1、80年代,國外開始研究一種新的水處理技術,以去除廢水中的有機物和金屬離子,即膠團強化超濾法(Micellar-enhanced Ultrafiltration,簡稱MEUF),這是一種將表面活性劑和超濾膜結(jié)合起來的新技術。此技術具有去除率高、耗能低、設備簡單、操作方便、成本低等優(yōu)點。本研究利用MEUF技術,采用卷式聚砜疏水膜來處理含有低濃度苯酚的廢水。通過采用正交設計實驗進行三種陽離子型表面活性劑(親水基相同而疏水尾鏈不同、親水基不同而

2、疏水尾鏈相同)增溶苯酚的實驗,采用四因素四水平單一指標的實驗模式,然后通過極差分析來確定最佳的因素水平。在實驗的第二部分,研究了不同的操作參數(shù)對苯酚增溶的影響,選取了對苯酚增溶有較大影響的因素(表面活性劑濃度、電解質(zhì)濃度、原液有機物濃度、壓力、溫度)。
　　 研究結(jié)果表明:(1)采用正交實驗,得出所選擇的三種陽離子型表面活性劑CPC、CTAB、OTAB對苯酚增溶效果的順序為CPC>OTAB>CTAB。即對于親水基相同而疏水鏈越長

3、的表面活性劑,其對苯酚的增溶效果越好；而對于疏水鏈長度相同,親水基不同的表面活性劑,吡啶型表面活性劑對苯酚增溶效果優(yōu)于脂肪胺類季銨鹽型表面活性劑。(2)選取了十二烷基三甲基溴化胺(DTAB)來進行苯酚增溶實驗,結(jié)果顯示,苯酚最佳的去除率只有63％。進一步證實了,表面活性劑疏水鏈長度對苯酚增溶的影響。(3)通過Nano-ZS納米粒度及Zeta電位分析儀測定了不同種類陽離子型表面活性劑膠團粒徑,其形成膠團粒徑的大小按如下順序OTAB>CTA

4、B>CPC。CPC對苯酚的增溶效果最好,但其所形成的膠團粒徑卻最小,由此得出我們所選擇的三種表面活性劑的膠團粒徑均大于選擇的超濾膜的孔徑。(4)通過正交實驗的結(jié)果分析,從處理效果和經(jīng)濟性兩方面來選擇,選取OTAB來進行單因素超濾實驗研究,進行了不同操作因素(原液OTAB濃度、電解質(zhì)K2CO3濃度、原液有機物苯酚濃度、壓力、溫度)影響規(guī)律的細致分析。原液OTAB濃度對苯酚的截留率有正作用,但當其濃度超過60mM時,苯酚的增溶達到飽和,其截

5、留率基本上保持不變。原液中K2CO3濃度增加,溶液中CO2-3和苯酚根離子產(chǎn)生了對陽離子OTAB膠團的競爭吸附,因此導致滲透液中苯酚濃度有些許增加。原液苯酚濃度對苯酚增溶產(chǎn)生影響很小,這與1996,Mulder提出的模型非常匹配。壓力增加,超濾膜的滲透通量增加,對膜污染的減輕有促進作用,但高壓力下膠團的形狀會發(fā)生改變,更易透過超濾膜膜孔,有機物的截留率有所下降。溫度增加,表面活性劑更易溶于水,其形成的膠團更加均勻,但隨著溫度的升高,膜孔

6、的孔徑會增大,其對苯酚的截留就會產(chǎn)生一定的負面影響。
　　 MEUF具有工藝簡單,易實現(xiàn)工業(yè)化的特點,適用于單獨或同時從廢水中去除低分子量、低濃度的有機污染物和多價金屬離子,具有很好的環(huán)境效益。同時,與吸附、蒸餾和萃取法相比,MEUF能耗低、無相變、且處理水可直接回用,通過某些措施還可從濃縮液中回收有價值的有機物或重金屬,所以這種方法具有很好的經(jīng)濟效益,從而具有可觀的應用價值。以上研究為實現(xiàn)膠團強化超濾在有機物廢水處理中的應用和