液膜联合活性炭处理含酚模拟废水的实验研究_肖致强

14科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald2009NO.26ScienceandTechnologyInnovationHerald研究报告科技创新导报含酚废水是一种污染范围大、危害性大的工业废水,这种废水不经过处理排放,会对人体、水体、鱼类以及农作物带来严重影响。油膜型液膜是一种可以通过萃取渗透作用吸收并处理酚的有效方法,由于液膜法在用于处理含酚工业废水中具有效果好、费用低、易操作等优点,并且同时获得含酚钠盐的浓缩液,无二次污染,具有较高的工业推广价值。但在实际处理废水的过程中,除酚处理效果还不够稳定。不能满足日益严格的环保要求。本文在实验室中利用液膜联合活性炭对含苯酚1mg/mL模拟废水进行实验,在考察液膜的表面活性剂浓度、油内比、乳水比、内水相酸度、制乳时间、提取时间及搅拌速度等因素对酚去除率的影响的同时,研究了利用活性炭深度处理含酚废水的最佳操作条件,为该法稳定高效处理含酚废水的工业化提供了技术数据。这也符合活性炭的实用研究的发展方向。1液膜处理含酚废水的实验方法1.1仪器与试剂721分光光度计(上海第三分析仪器厂);FA2104A电子天平(上海精密电子仪器厂);电动搅拌器(上海标本模型厂)；活性炭,江苏宜兴市概念环保有限公司生产,过200目筛,使用前于103℃下烘干24h;氨水缓冲溶液(pH=10±0.2)；苯酚模拟水样(1.0mg/mL);4～氨基安替比林溶液;铁氰化钾溶液(80g/L);煤油,市售;Span～80,化学纯,沈阳化学试剂厂；环己烷,分析纯;氢氧化钠、盐酸等所用试剂均为分析纯。1.2水处理实验方法移取适量的待处理溶液,膜处理前苯酚的含量为C1mg/L,膜处理后苯酚的含量为C2mg/L。室温下,取定量煤油,置于制膜器中,加人表面活性剂Span80和NaOH溶液,搅拌器以一定速度搅拌,制得白色乳状液。在1mg/ml模拟废水中逐滴加人不同比例的乳状液,继续搅拌,倒入分液漏斗进行静置分离。1.3测定方法挥发酚的浓度测定:4～氨基安替比林分光光度法(在所选定的实验条件下,苯酚在0～1mg/mL范围内测定的苯酚吸光度A与苯酚浓度C(mg/mL)呈良好的线性关系。回归方程为Y=0.042X+0.005,相关系数R为0.9998。2结果与结论2.1膜溶剂的选择膜溶剂是构成膜的基体,在工业生产中,除了要考虑膜溶剂的稳定性和对溶质的溶解度,还要考虑其毒性、水溶性、价格以及回收的难易程度,本实验选择市售民用煤油作膜溶剂,2.2Span～80用量对去除率的影响实验条件:温度20oC,处理时间:30minpH=5～6,油水比∶1∶1,NaOH浓度1%,载体∶三正丁烷,改变Span80用量,实验结果如图1。根据图1可知,Span～80的用量为4ml时,除酚效果最佳。Span～80的用量太少时达不到稳定液膜的作用,这样将大大降低除酚效率;然而当表面活性剂用量较高时,可增加乳状液膜的稳定性,除酚效率很高.但用量过高会造成成本过高。2.3制膜时间对去除率的影响实验条件同2.2,改变制膜时间以确定制膜时间对去除酚的影响.实验结果如图2。在一定的搅拌速度下,制膜时间越长,膜颗粒越小,越稳定,但时间过长,膜反应受到搅拌而破裂,因此选择制膜时间为20min。2.4萃取时间对除酚率的影响。按实验方法,制膜时间为20min。其余配比和条件同前,改变乳水混合时间,实验结果见图3。乳水混合时间在15min时,酚的去除率最高。2.5油内比对去除效率的影响油内比是制备乳状液时油相与水相的体积比∶Roi二Ko/Vi;式中V0由表面活性剂、流动载体和有机溶剂构成的体积;V.i为内相溶剂的体积。由图4可知,油内比为1∶1时,去除效果最好。2.6乳水比对去除效率的影响乳水比是乳状液与外水相之比,油内比取1∶1,改变乳水比以确定乳水比对苯酚去除效果的影响。液膜用量越多,去除效率越高；但以经济考虑,液膜的用量越多越不经济。由图5可以看出,乳水比1∶3,效果最好。2.7外水相pH去除率的影响按实验方法,采用NaOH溶液和HCI溶液调节外水相酸度值,实验结果见图6。pH值对处理效率的影响很大,在pH过高或过低条件下,液膜的稳定性会大大降低,致使去除效率下降。由图6可知,pH值4～5效果最好。2.8外水相温度对去除率的影响按实验方法,通过水浴调节制膜及乳水混合时的温度,实验结果见图7。外水相温度对去除效率的影响很大,因为液膜在温度低时稳定性好,温度过高时,液膜的稳定性急剧下降,去除效率也下降。由图7可知∶20～25℃室温下去除效率最为理想。2.9载体对去除率的影响按实验条件:外水相温度∶20℃,处理时间:30min,pH=5～6油内比∶1∶1,内水相NaOH浓度1%,活性剂:span～804ml,乳水比:1∶3。在液膜处理含酚