甲基硅橡膠膜萃取高鹽水中芳香胺的特性研究.pdf

1、高含鹽有機(jī)工業(yè)廢水具有濃度高、毒性強(qiáng)和難降解等特點(diǎn)，現(xiàn)有處理方法難以達(dá)到國家要求，鹽和有機(jī)物的有效分離成為該類型廢水能否有效處理的關(guān)鍵。已有研究中涉及高鹽有機(jī)廢水中鹽與有機(jī)物的分離多采用多效蒸發(fā)、電滲析或反滲透等方式，但由于高濃度有機(jī)物對(duì)膜的阻塞作用及成本問題，這些技術(shù)在實(shí)際工程中應(yīng)用性較差。膜萃取分離技術(shù)通過相似相溶原理萃取水中的揮發(fā)性及低沸點(diǎn)有機(jī)物，目前主要用于單一組分有機(jī)物的分離和提純，將硅橡膠膜萃取方法用于廢水中有機(jī)污染物和鹽的

2、有效分離研究較少。
　　本論文用甲基硅橡膠膜萃取方法，對(duì)高鹽水中常見的芳香胺有機(jī)物鄰甲苯胺(o-T)和對(duì)甲苯胺(p-T)污染物，利用實(shí)驗(yàn)室模擬管式膜裝置進(jìn)行分離處理，以進(jìn)水流速、萃取液pH值、溫度、NaCl濃度及料液濃度為關(guān)鍵因子，分別探討了膜萃取o-T、p-T單體及其混合有機(jī)物的傳質(zhì)過程和分離效率。主要研究結(jié)果如下:
　　甲基硅橡膠膜處理高鹽水中的o-T和p-T的去除率分別為95％和96％。當(dāng)進(jìn)水流速在2～20mL/min

3、間變化時(shí)，o-T和p-T的回收率都先增后降，分別在9mL/min和12mL/min處取得最大值，此時(shí)o-T和p-T的料液相雷諾準(zhǔn)數(shù)Re分別為12539.0和12532.8，大于12000，由過渡流轉(zhuǎn)化為湍流，邊界層阻力達(dá)到較小值，膜阻和解吸速率成為傳質(zhì)的主要影響因素。萃取液pH值對(duì)萃取過程影響顯著，膜傳質(zhì)通量隨pH值增大呈線性下降，在pH為1左右萃取效率達(dá)到最高。隨溫度升高，o-T去除率上升而p-T去除率下降，極性差異使兩者溶解度變化趨

4、勢(shì)不同。
　　NaCl的加入可以降低o-T和p-T在甲基硅橡膠與水之間的分配系數(shù)Kp，使傳質(zhì)推動(dòng)力增大，膜傳質(zhì)通量增加。當(dāng)o-T和p-T的濃度在0～8g/L之間變化時(shí)，進(jìn)水料液濃度對(duì)膜萃取效率影響不大，但當(dāng)料液濃度過高時(shí)會(huì)使甲基硅橡膠膜產(chǎn)生塑化，降低其選擇性。
　　當(dāng)兩種芳香胺有機(jī)物o-T和p-T混合時(shí)，采用甲基硅橡膠膜萃取技術(shù)對(duì)高鹽水中的o-T和p-T進(jìn)行處理，芳香胺總體去除率為87.95％，總體回收率為68.14％，o-

5、T和p-T各自的去除率分別為83.99％、92.00％，回收率分別為70.97％、65.24％。這是因?yàn)閜-T在有機(jī)相膜和水相間的分配系數(shù)Kp大于o-T，與甲基硅橡膠膜的相互作用力強(qiáng)于o-T，因而去除率高于o-T，但較大吸附力會(huì)使p-T在膜內(nèi)的擴(kuò)散系數(shù)Dm小于o-T，解吸速率慢于o-T，回收率低于o-T。且o-T和p-T不同分子間與單一分子間的耦合作用差異使芳香胺傳質(zhì)速率下降，最終使高鹽水中的混合有機(jī)物處理效率低于單一有機(jī)物。