CWL-M萃取設備中空纖維膜萃取法處理含酚廢水
工業含酚廢水來源廣、數量多、危害大，它的排放給環境帶來了嚴重的污染。水中酚濃度> 10 mg/L，魚類等水生物不能生存;酚濃度> 100 mg/L的水用于灌溉，會導致農作物減產甚至絕收。含酚廢水在我國水污染控制中被列為重點解決的有害廢水之一。因此，大力開展含酚廢水的治理研究，不斷改進含酚廢水的治理技術，具有十分重要的意義。目前含酚廢水的治理方法主要有物化法、化學法、及生化法三大類。各種方法的優缺點在文獻中已有介紹。中空纖維膜萃取技術是將膜分離與液液萃取相結合的一種新型分離技術，主要優點是可以處理廢水中高濃度的揮發酚。（CWL-M萃取設備中空纖維膜萃取法處理含酚廢水）
今采用中空纖維膜萃取技術對含酚廢水進行處理研究，找到了較為合適的膜器結構和實驗條件。該方法可適用于不同濃度的含酚廢水處理。在選定的條件下，可使污水中的酚含量降至50 mg/ L以下。
1實驗部分
1. 1儀器及試劑實驗所用中空纖維膜采用干一濕法紡絲工藝自制，所制的膜為非對稱結構所用膜器的參數列表1。膜材料為聚偏氟乙烯。
廢水水樣取自某焦化廠，酚濃度為1?223 mg/L酚含量分析采用4-氨基安替比林比色法，儀器為752型紫外光柵分光光度計。
1.2實驗方法
????實驗流程見圖1。含酚廢水由泵進人膜器經流量計后重新回到廢水罐。萃取劑(50%煤油+50 %磷酸三丁酯)在膜器和萃取劑貯罐之間循環。系統采用的聚偏氟乙烯中空纖維膜是一種典型的疏水膜，在膜的微孔中浸滿萃取劑，當廢水流過膜面時，兩相逆向流動，膜界面發生傳質，在濃度梯度的推動下，廢水中的酚源源不斷地進人萃取劑中，這樣廢水中的酚濃度越來越低，萃取劑中酚的濃度越來越高，直到兩相濃度達到平衡。維持水相壓力大于萃取相壓力約0. 01 MPa，以防止兩相滲漏。每隔30 min~60 min從廢水貯罐中取樣分析酚的濃度。（CWL-M萃取設備中空纖維膜萃取法處理含酚廢水）
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實驗的工藝條件為:廢水體積1 600 mL，萃取劑體積800 mL，廢水流量2 L/h一5 L/h，萃取劑流量2 L/h一4 L/h，系統壓差維持在0.01 MPa。
2結果與討論
2.1廢水中的酚濃度隨蘋取時間的變化
????廢水中的酚濃度隨萃取時間的變化曲線見圖2
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由圖2可見，廢水中的酚濃度隨著萃取時間的延長而逐漸下降，廢水中的酚含量從1 223 mg/L降低到45 mg/L，去除率達到96.3%。在開始的前3h內下降趨勢十分顯著，此后，下降的速率逐漸減慢，到最后3h下降基本平緩。這是由于在萃取剛剛開始時，萃取劑是新鮮的，萃取劑中的酚濃度為0，而廢水酚的濃度又最高，兩相間的濃度梯度最大，故在萃取剛開始時其濃度下降十分明顯，隨兩相中酚濃度的變化，萃取推動力逐漸減小，表現為曲線下降速度減緩，最后兩相間濃度基本達到平衡，廢水中的酚濃度基本不變。
2.2孔徑、孔隙率對萃取速率的影響
實驗中發現，在相同的操作條件下，增大膜的孔徑和孔隙率可以提高膜萃取的速率。如果膜的孔徑和孔隙率太大，便可引起兩相間的滲漏。對不同孔徑和孔隙率的膜器進行了膜萃取實驗，結果表明，當選用膜器2時，很難控制膜的兩相間的壓差，而采用膜器1時，兩相間的滲漏可得到較為有效的控制，使萃取在膜界面上進行。（CWL-M萃取設備中空纖維膜萃取法處理含酚廢水）
2.3水相流速對總傳質系數的影響
????在實驗操作范圍內，固定萃取相流速，隨著水相流速的增大，總傳質系數也相應增大。根據戴酞元等的研究成果，總傳質系數可以用下式來表示:
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????從上式可見，總阻力(總傳質系數的倒數)是由水相阻力、膜的阻力和有機相阻力疊加而成。
????這一現象可解釋為:在給定的膜器中，膜的阻力是固定的，當維持有機相流速不變時，有機相阻力也固定不變，因此總傳質系數可化為:
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????式中除。，是變量外，其他參數都已確定，可見隨著水相流速的增加，加大了廢水在中空纖維膜中的湍流程度，有利于擴散，使總傳質系數增大。
2.4萃取相流速對總傳質系數的影響
????固定水相流速，隨著萃取相流速的增大，總傳質系數無明顯變化。這是由于在這種情況下總傳質系數可化為:
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式中除u。是變量外，其他參數都已確定，萃取相流速對總傳質系數無明顯影響，這一現象表明萃取相阻力與水相阻力相比，其所占的比例是很小的。這就進一步說明聚偏氟乙烯疏水膜的傳質阻力主要來自水相，因此加大水相流速可以強化傳質。（CWL-M萃取設備中空??維膜萃取法處理含酚廢水）
3結論
????通過用聚偏氟乙烯中空纖維膜器對含酚廢水進行膜萃取的實驗研究，可以得出如下結論:
????(1)中空纖維膜萃取法處理含酚廢水是一種較為有效的方法，經過萃取廢水中酚的濃度一可以從1 223 mg幾降低到45 mg/L，去除率達到96%以上。
????(2)對于疏水膜體系中的膜萃取，傳質阻力主要來自水相，因此加大水相流速可以強化傳質。
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