均質硅橡膠膜萃取鄰甲酚廢水的研究.pdf

1、膜萃取是一種具有發(fā)展?jié)摿Φ男滦湍し蛛x技術，適用于恒沸物或近沸物、揮發(fā)性有機物（VOCs）、熱敏性物質、低沸點、難汽化的物系的分離。其中，利用酚類與胺類化合物水解平衡的特點，以無機酸/堿溶液作萃取液、均質硅橡膠膜作為分離膜的新型膜萃取技術，具有能耗低、運行條件溫和、過程簡單、環(huán)境污染少等優(yōu)點。目前，該技術正處于工業(yè)化應用的開始階段，仍有許多問題值得深入研究。因此，本研究以實際鄰甲酚廢水為模型污染物、氫氧化鈉溶液為萃取液，利用均質硅橡膠膜（

2、聚二甲基硅氧烷（PDMS））構造新型膜萃取系統(tǒng)，對該體系萃取鄰甲酚的可行性、特性、傳質過程與機理進行了研究，并建立體系的傳質模型。主要開展了以下幾個方面的工作： （1）以氫氧化鈉溶液作為萃取液，建立了均質硅橡膠膜管束式膜組件，以循環(huán)非穩(wěn)態(tài)方式運行，對鄰甲酚廢水進行膜萃取研究。基于液—膜—液串聯(lián)傳質阻力模型，考察了鄰甲酚初始濃度、兩相流動狀態(tài)、萃取液pH值、料液中外加鹽、外加不同種類的酸以及體系溫度、兩相壓差對總傳質系數(shù)（Kov

3、）的影響。研究表明：此高濃度的鄰甲酚廢水很適合直接進行膜萃取；當萃取液雷諾數(shù)Res>1677.80，料液雷諾數(shù)Ref>148.18時，該體系的傳質阻力主要來自膜阻；當萃取液pH值>11時，增大pH值對Kov影響不大；Kov隨體系溫度增加而線性增大；料液中添加鹽或酸都會改變鄰甲酚在相間的分配系數(shù)，從而影響傳質過程；當△P<0.08MPa時，Kov隨兩相壓差的增大而略有減小，當△P>0.08MPa時，Kov隨兩相壓差增大而顯著增大；與萃取苯

4、酚相比，此技術更適合萃取含有鄰甲酚這樣弱親水性物質的廢水。 （2）以氫氧化鈉溶液作為萃取液，建立均質硅橡膠膜卷繞式膜組件，以連續(xù)穩(wěn)態(tài)方式運行，對鄰甲酚廢水進行了膜萃取研究。通過考察料液流動狀態(tài)和溫度等因素對傳質過程的影響，研究了工業(yè)鄰甲酚廢水的膜萃取過程與機理，得出Kov與料液流動狀態(tài)及溫度之間關系的數(shù)學模型，實驗值與理論值的相對偏差在5％以內，表明所得的關聯(lián)式可信、有效，為該技術的工業(yè)應用提供了強有力的理論依據(jù)。