聚醚砜中空纤维膜生产中DMAC废液的回收与处理研究

中图分类号：中图分类号：X703单位代码：单位代码：10425学号：号：S07030499聚醚砜中空纤维膜生产中聚醚砜中空纤维膜生产中DMAC废液的废液的回收与处理研究回收与处理研究ResearchontherecoveryandtreatmentofDMACwasteliquidproducedfromPEShollowfibermembrane学科专业：环境科学与工程环境科学与工程研究方向：水污染控制工程水污染控制工程作者姓名：高杰指导教师：刘广东刘广东副教授副教授二〇一〇年五月ResearchontherecoveryandtreatmentofDMACwasteliquidproducedfromPEShollowfibermembraneAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：GaoJieSupervisor：AssociateProf.LiuGuangdongCollegeofChemistry&ChemicalEngineeringChinaUniversityofPetroleum(EastChina)关于学位论文的独创性声明关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油大学(华东)或其他教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：____________日期：年月日学位论文使用授权书学位论文使用授权书本人完全同意中国石油大学(华东)有权使用本学位论文(包括但不限于其印刷版和电子版)，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门(机构)送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名：____________日期：年月日指导教师签名：________________日期：年月日i摘要二甲基乙酰胺（DMAC）是一种重要的工业溶剂，在聚醚砜中空纤维膜生产中会产生大量含DMAC的废水，排入水体会对水质环境造成很大的影响，危害人们的健康，所以进行聚醚砜中空纤维膜生产中DMAC废液的回收和处理研究对于进行环境保护以及降低企业的生产成本等方面都具有很重要的意义。本文比较了各种DMAC分离技术的优缺点，针对某工厂废水的特性，进行模拟废液的配制，对回收和处理含DMAC的废水的可行性进行了分析，筛选获得了最佳的萃取剂，通过单级萃取单因素实验确定了最佳萃取条件，并进行了多级萃取实验获得了最佳萃取工艺和操作条件，最后对间歇精馏法回收DMAC和高级氧化处理低浓度DMAC废水进行了探讨。依据DMAC废液的特性，配制了DMAC质量分数为10%、20%、30%的模拟废液体系进行后续的实验研究。通过比较工业上常用的几种低沸点萃取剂对DMAC的萃取效率和萃取剂的物理性质，验证了萃取法回收废液中的DMAC是完全可行的，最佳萃取剂为三氯甲烷。影响萃取效率的单因素实验结果表明，随着萃取剂比的提高，萃取效率显著提高，当萃取剂比超过2:1时，萃取效率增速趋缓；废液中含有氯化锂有利于DMAC的回收，当废液中氯化锂浓度由0%增加到10%时，DMAC的萃取效率由74%左右上升到80%左右；pH升高有利于DMAC的回收，但影响不大，当废液的pH值由4上升到10时，萃取效率由74%左右上升到75%左右；温度的升高不利于DMAC的回收，但影响不大，当废液温度由20℃上升到40℃时，萃取效率由74%左右下降到73%左右。本文考察了多种多级萃取方式对DMAC萃取效率的影响，结果表明五级逆流萃取方式为最佳萃取方式，最佳萃取条件为：萃取剂比为2:1且无需调节废液pH和温度。对多级萃取方式的萃取效果进行理论计算，并与萃取效果的实验值进行比较，理论值与实验值差异不大，验证了通过理论计算简单推断多级萃取所需要的萃取级数、萃余相浓度和萃取效率的可行性。研究了间歇精馏塔分离DMAC废液中塔底浓度随时间的变化规律，并考察了回流比对精馏效果的影响，结果表明，间歇精馏法回收废液中的DMAC是可行的，但耗能较高，通过先控制操作回流比在2~3，然后逐步提高操作回流比的方式可在耗能较低的情况下分离出较纯的DMAC。ii实验结果表明，多级逆流萃取法适合于回收10%~30%的DMAC废液，间歇精馏法适合于回收浓度高于30%的DMAC废液，Fen