PVDF中空纖維膜萃取處理煤氣化含酚廢水.pdf

1、中空纖維膜萃取是膜過程與液液萃取相結(jié)合的新型分離技術(shù)，特別適用于金屬離子、熱敏性物質(zhì)和難分離物質(zhì)的分離與提取。與傳統(tǒng)的液液萃取過程相比，膜萃取具有傳質(zhì)面積大、萃取效率高、能耗低、環(huán)境污染少及無液泛和返混、萃取劑損失少等優(yōu)勢。目前，該技術(shù)處于工業(yè)化應(yīng)用的初始階段，是環(huán)保領(lǐng)域研究的熱點之一。因此有很多問題值得研究。
　　本論文以疏水性PVDF中空纖維膜為傳質(zhì)界面，用高效萃取劑Cyanex923-煤油-NaOH溶液體系對模擬苯酚廢水進(jìn)行

2、了萃取-反萃取實驗，研究了兩相傳質(zhì)方式、水相和有機(jī)相流速、進(jìn)水初始濃度、膜組件裝填因子、離子強(qiáng)度、膜組件串聯(lián)和反萃取相濃度等操作條件對萃取率和傳質(zhì)性能的影響。并在此基礎(chǔ)上對實際煤氣化廢水進(jìn)行了萃取實驗。
　　實驗結(jié)果擬合出了萃取平衡曲線，并計算了分配系數(shù)與苯酚在水相中濃度的關(guān)系：logD=1.62-0.077caq。pH值對分配系數(shù)有重要影響，當(dāng)pH>8時，分配系數(shù)下降很快。
　　增大水相流速能顯著加快萃取過程和提高傳質(zhì)系數(shù)

3、，而改變有機(jī)相流速基本不影響傳質(zhì)系數(shù)。這說明水相邊界層阻力是總傳質(zhì)阻力的控制因素，計算結(jié)果也表明有機(jī)相邊界層阻力和膜相阻力所占比例不到20％。在水相流速為0.002m/s~0.016m/s的范圍內(nèi)，膜組件的傳質(zhì)單元高度為0.17m~0.75m，明顯小于傳統(tǒng)萃取設(shè)備。增大進(jìn)水初始酚濃度，總傳質(zhì)系數(shù)反而降低，一方面，分配系數(shù)隨初始濃度的增大而減小，另一方面，濃度升高加劇了傳質(zhì)界面兩側(cè)的濃差極化現(xiàn)象。膜組件裝填因子和膜的均勻分布及疏密程度對傳

4、質(zhì)有很大影響。增大裝填因子能提高傳質(zhì)面積，但同時使膜絲間距變小，容易發(fā)生擠壓現(xiàn)象，使傳質(zhì)系數(shù)降低。串聯(lián)低裝填因子的膜組件能縮短萃取時間，節(jié)省投資。鹽析效應(yīng)能夠促進(jìn)萃取傳質(zhì)過程。因此可以通過增大水相離子強(qiáng)度來強(qiáng)化傳質(zhì)。
　　當(dāng)NaOH濃度由0.1mol/L升高到0.5mol/L時，反萃取系數(shù)由4.83×10-7m/s增大到5.93×10-7m/s。酚回收率達(dá)到93%以上。反萃取傳質(zhì)系數(shù)比萃取傳質(zhì)系數(shù)小一個數(shù)量級，這是由于在反萃取傳質(zhì)