硅橡胶膜渗透蒸发去除水中VOC性能的研究_刘青鑫

世界上绝大多数国家都面临着地下水和地表水被易挥发性有机化合物（VOC）污染的问题，如何从水中去除VOC成为了研究的重点。去除VOC的常规方法包括空气气提法、活性炭吸附法、生物处理法、催化氧化法和蒸馏法〔1-2〕。这些方法具有能量消耗和再生费用高等缺点。近几年，从水溶液中分离VOC的研究主要集中在膜技术领域，如纳滤、反渗透、渗透蒸发（PV）、膜蒸馏、膜气提和与生物处理方法相结合的膜工艺〔3-4〕。其中，PV具有回收VOC可循环利用、无污染物排放和低操作费用等特点，一直是人们研究的热点。采用膜渗透蒸发技术分离水中VOC的膜绝大多数为有利于VOC渗透通过的疏水性物质，通常使用最多的是硅橡胶复合膜，这种膜具有很好的操作实例［M］.北京：化学工业出版社，2002：18－23.［5］谢陈鑫，滕厚开，陈军，等.一种串联式两级三段曝气生物滤池：中国，200810117545.5［P］.2008－12－24.［6］国家环境保护总局.水和废水监测分析方法［M］.4版.北京：中国环境科学出版社，2002：211－281.StudyontheremovalcapacityofVOCfromwaterbypervaporationprocessthroughasiliconerubbermembraneLiuQingxin1，LiJinlong2，SuiGuozhe2（1.MethanolRefinery，DaqingOilfield，Daqing163411，China；2.CollegeofChemicalEngineering，QiqihaerUniversity，Qiqihaer161006，China）硅橡胶膜渗透蒸发去除水中VOC性能的研究刘青鑫1，李金龙2，隋国哲2（1.大庆市油田甲醇厂，黑龙江大庆163411；2.齐齐哈尔大学化学与化工学院，黑龙江齐齐哈尔161006）［摘要］研究了硅橡胶膜渗透蒸发去除水中挥发性有机化合物（VOC）的性能。考察了水的进料流量、温度、进料液中溶解气体和水蒸气的存在对VOC去除率的影响。结果表明，溶液中VOC气体的进料质量分数为2.0×10-4、进料流量为70cm3/min时，苯的去除率达到了90%，而进料流量为50cm3/min时，甲苯的去除率仅达72%，且随进料温度的增加而增加。空气溶解气体的存在增加了膜去除效率，但水蒸气的存在降低了VOC气体的透过系数。基于Henry系数的计算模型对实验结果进行了较好的预测。［关键词］挥发性有机化合物；渗透蒸发；硅橡胶；中空纤维膜［中图分类号］TQ085+.411［文献标识码］A［文章编号］1005-829X（2010）06-0044-04Abstract：TheremovalcapacityofVOCfromwaterbypervaporationprocessthroughasiliconerubbermembranehasbeenstudied.Theeffectsofwaterfeedingvolumn，feedingtemperature，theexistenceofdissolvedgasandwa-tervaporinfeedingliquidontheremovalefficiencyofVOCareinvestigated.Theexperimentalresultsshowthatthere-movalefficiencyofbenzenecouldreach90%，whenthefeedingconcentrationofVOCgasinthesolutionis2.0×10-4，andfeedingvolumnofflowis70cm3/min.Buttheremovalefficiencyoftolueneisonly72%whenfeedingvolumnofflowis50cm3/min.And，theremovalefficiencyofVOCincreaseswiththeincreasesoffeedingtemperature.Theexistenceofdissolvedgasenhancestheremovalefficiencyofthemembrane，buttheexistenceofwatervaporde-creasesthepermeationcoefficientofVOCgas.BasedonthecalculationmodelofHenrycoefficient，aprettygoodpredictionontheexperimentalresultshasbeencarriedthrough.Keywords：volatileorganiccompounds；pervaporation；siliconer