乳状液膜法治理H酸生产废水的研究_周宁

乳状液膜法治理H酸生产废水的研究周宁1，2胡筱敏1李鹏2马文静2(1.东北大学资源与土木工程学院，沈阳110004;2.沈阳化工研究院，沈阳110021)摘要:研究了以三辛胺(TOA)为流动载体的乳状液膜法提取对H酸的最优膜配方及工艺条件，并以实际工业废水进行验证。考察了膜相表面活性剂浓度、载体浓度、外水相pH值、乳水比、内水相浓度对水中COD值去除的影响。通过正交试验，结果表明:以质量分数为3%的聚胺型表面活性剂，体积分数为4%的TOA，质量分数10%的内水相NaOH溶液，油内比Roi为2∶1的乳状液膜体系，处理初始浓度为50000mg/LH酸废水，在pH值为3，乳水比Rew为1∶5的传质条件下，对含H酸废水的COD去除率可达90%以上。关键词:乳状液膜;萃取;H酸TREATMENTOFWASTEWATERFROMPRODUCINGH-ACIDINEMULSIONLIQUIDMEMBRANESYSTEMZhouNing1，2HuXiaomin1LiPeng2MaWenjing2(1.SchoolofResourcesandCivilEngineering，NortheasternUniversity，Shenyang110021，China;2.ShenyangResearchInstituteofChemicalIndustry，Shenyang110021，China)Abstract:AdetailedstudyonemulsionliquidmembranesystemtodealwithH-acidwastewaterhadbeencarriedoutunderdifferentialconditionsbyexperimentation．TheeffectonremovalrateofCODofsurfactantconcentration，thecarrier(TOA)concentration，theexternalpHconcentration，theratioofemulsiontowater，andtheinternalconcentrationwasexamined．Theexperimentalresultsshowedthatwhenkerosenecontaining4%TOA(volumefraction)and3%polyaminesurfactant(massfraction)wasusedasoilphase;10%NaOH(massfraction)asinternalaqueousphase;pHofexternalaqueousphasewas3;theratioofoilphasetotheinternalaqueousphaseRoi=2∶1(volumefraction);theratioofemulsionphasetowastewaterphaseRew=1∶5(volumefraction)，theextractionrateofCODwith50000mg/LofH-acidwastewaterwashigherthan90%．ItalsohadbeentestedandverifiedusingrealindustrialwastewaterfromaplantofproducingH-acid．Keywords:emulsionliquidmembrane;extraction;H-acidH酸(1-氨基-8-萘酚-3，6-二磺酸)是一种重要的萘系染料中间体，在酸析工序中加入硫酸(或盐酸)析出H酸单钠盐，过滤后所得废母液(不包括洗涤水)属高浓度、高酸度、高盐度和高色度有机废水，不可采用传统的生化和物化等方法处理。液膜分离技术具有高效、快速、工艺简单等特点，已用于医药化工［1-2］、湿法冶金［3-5］和废水处理［6-7］等研究领域。目前将乳状液膜法用于处理H酸废水的研究鲜有报道。本文采用含流动载体乳状液膜体系对H酸生产废水进行了试验研究，优化得到一个较为适宜的工艺条件。用乳状液膜对其进行分离富集，在治理废水的同时又将H酸回收，回收相经厂家验证，可返回生产工艺利用。该工艺为H酸生产废水的治理及资源化开辟了一条新的途径。1基本原理H酸的芳环上含有磺酸基团R—SO3H，在水中以阴离子态R—SO－3存在，在酸性条件下，有机阴离子R—SO－3可与叔胺类萃取剂形成离子对。该离子对分子结构中含有较多的碳原子，易溶于煤油，从而使得有机阴离子进入液膜的有机相，与外水相分离。在液膜有机相两侧的浓度梯度作用下，向液膜内水相一侧扩散，再与内水相的OH－作用，发生解离，有机阴离子又以钠盐形式转移到内水相。被释放的游离胺再扩散返回到外水相界面一侧重复执行其促进迁移载体的作用。其分离过程见图1。