液膜分离H酸废水三级萃取工艺的优化研究

第31卷第2期2011年4月膜科学与技术MEMBRANESCTENCEANDTECHNOLoGYVoL31№．2Apr．20ll液膜分离H酸废水三级萃取工艺的优化研究张莉1，丁瑶2’(1．武汉工程大学环境与城市建设学院，武汉430073；2．武汉工程大学化T与制药学院，武汉430073)摘要：采用三级逆流萃取工艺，研究了乳状液膜处理H酸废水时Span-80：异辛醇比值、油内比R。、乳水比R。、外相pH等因素对废水c0D去除率指标的影响．结果表明：span_80：异辛醇一11(g2m1)。油内比R。=1：1．5，乳水比R。=1：l，外相废水pH=2．o时，COD去除率达到85．3％．关键词：H酸废水；液膜f三级逆流萃取中图分类号：X703．1文献标识码：A文章编号：1007—8924(2011)02一0120—05目前我国各种染料产量已达90万t，染料废水已成为环境重点污染源之一．H酸是萘系染料中间体之一，生产母液中有机物含量高，化学结构稳定，大多除含有磺酸基(一鼢H)外，还带有氨基、羟基等取代基fl卫]．H酸废水酸性强、含盐量高、对微生物有较大的抑制作用，由于BOD5／C()Dcr(O．2，废水不宜生化处理．对于这类高盐、高浓度难生化降解的有机废水，近年来研究的方法有：物理法(吸附法、膜分离法)、化学法(化学混凝法、化学氧化法、湿式空气氧化法、光催化氧化法)、生化法、电化学法_3]．液膜分离法具有高选择性、高效率、低消耗、分离速度快、能实现废液中有用物质的资源化等特点，一直是环保领域的一项蕞要研究课题一一．因此，本实验采用液膜分离三级逆流萃取工艺，以COD的去除率为考察指标，通过正交实验，进一步优化膜配方和操作参数．1实验材料与仪器三辛胺：军事医学科学院药材供应站生产，化学纯，含量≥95％；异辛醇：天津博迪化工有限公司生产，分析纯，含量≥99．7％；Span-80：天津博迪化工有限公司生产，分析纯，含量≥96．5；FsN一100：氟碳表面活性剂，美国杜邦公司生产．制乳器(高剪切混合乳化机)：BMElooLX型，中外合资上海威宇机械电子有限公司；萃取器(自动控时水质絮凝搅拌实验仪)：JBC型，武汉市金运公贸公司；分离器：自制．2实验方法2．1实验操作简要过程(1)COD浓度的测定重铬酸钾法(快速法)．(2)制乳和破乳的简要过程按一定比例把表面活性剂、载体、助剂和膜溶剂在乳化器内混合，随后在BMElooLx型高剪切混合乳化机高速搅拌下(转速为2500～3500r／min)慢慢加入内相试剂Na0H溶液到制乳器中，选择一定的油内比(尺“)，机械制乳5min，制得稳定的油包水w／0型乳状液．将乳状液按一定乳水比(R，)加到盛有外相废水的萃取器中，维持慢速搅拌(转速为200～400r／min)使其充分接触，萃取5～25min，在分离器中静置后分液测处理后废水的COD．将分离后的上层乳状液转入破乳器中，用不锈钢电极在220V电压下破乳可分离m有机相和内水相．2．2液膜分离H酸废水的正交实验在用乳状液膜法处理H酸废水的工艺研究中，表面活性剂、助剂、载体的浓度、内相试剂Na0H的浓度，油内比Ri、乳水比R。，外水相pH以及搅拌强收稿日期：20lo-06-07，修改稿收到日期：2010-ll—08作者简介：张莉(1965-)，女，湖北省武汉市人。从事水污染控制工程、清洁生产研究．*通讯联系(dy擎hangl“@163．啪>万方数据第2期张莉等：液膜分离H酸废水三级笮取工艺的优化研究·121·H酸废水乳状液1．废水潮料槽；2．萃取器；3．澄清槽；4．计量泵；5．油相槽；6．缓冲槽；7．水榴槽；8．乳液进槽图lH酸废水液膜萃取法三级逆流萃取工艺示意图Figt1Flowdiagr椰ofthree_stagecountercurremextractionprocess度等因素均对处理效果有一定的影响．在单因素实2．3液膜分离H酸废水三级逆流萃取工艺验研究的基础上，初步确定了各影响因素的规律液膜分离的i级逆流萃取工艺流程图见图1．性[5]．H酸废水从废水进料槽加入第一级萃取器，第二级其中，乳水比R，为乳状液体积与被处理的料液体积之比．其值决定了分离过程中料液与乳液接触面积的大小．在一定乳状液用量的情况下，所处理的废水量越多，工业所需用的成本也越低，因而研究合适的乳水比有很好的实际意义．R。越小，所需乳液量越少，处理成本越低，处理能力越大．但传质面积小，COD去除率则会降低．Rew增大时碍L液量增多，传质面积增加，因而COD去除率提高。但生产成本也会提高．同时，R，过大使油与外水相比较大，容易产生夹带溶胀，使溶胀率增加，不利于被分离物质的浓缩．从单因素实验可知，随着乳水比R，的增加，C()D去除率提高，当乳水比为l：1时较好．为进一步考察膜配方和操作参数相瓦