離心萃取機膜萃取處理新技術
????膜萃取是膜過程與液液萃取相結合的一種新型分離技術。適用于恒沸物或近沸物、揮發性有機物ADCs)、熱敏性物質、低沸點、難汽化的物系的分離。其中，利用酚類與胺類化合物水解平衡的特點，以無機I堿溶液作萃取液、硅橡膠膜作為分離膜的新型膜萃取技術，具有能耗低、運行條件溫和、過程簡單、環境污染少等優點。目前，該技術正處于工業化應用的開始階段，仍有許多問題值得深入研究。因此，本研究以酚類化合物的代表—苯酚為模型污染物、氫氧化鈉溶液為萃取液，利用硅橡膠平板復合膜(PDMSIPVDF)和均質致密硅橡膠膜(聚二甲基硅氧烷一PDMS)構造了新型膜萃取系統。主要開展了以下工作:
????(1)利用新型PDMSIPVDF平板復合膜構造含酚廢水膜萃取體系，研究了間歇循環非穩態過程的復合膜傳質動力學問題。探討了兩相流量、萃取液pH值、料液初始濃度與萃取液酚鈉初始濃度、運行溫度、鹽離子強度等操作條件對膜萃取性能的影響。研究表明:苯酚在復合膜中的傳質屬膜阻控制的傳質;料液流動程度加劇，有利于苯酚溶液膜萃取過程的進行;但萃取液側流量變化對傳質幾乎無影響;化學反應的增強作用對傳質系數影響不大;當pH>12.5時，Kov不隨萃取液酚鈉濃度變化而變化;當苯酚初始濃度大于5.0 g/L時，Kov，是一個定值;J與溫度的關系符合Arrhenius方程;Kov隨鹽離子強度的增高而增大，表明本體系尤其適于處理高濃度、高鹽度含酚廢水。(離心萃取機膜萃取處理新技術)
????(2)對構造的新型PDMS/PVDF平板復合膜體系進行改進同時研究了間歇循環非穩態過程的復合膜傳質問題。探討了料液雷諾數、萃取液pH值、料液與萃取液酚鈉初始濃度、運行溫度、鹽離子強度、跨膜壓差和膜厚度等操作條件對膜萃取性能的影響。研究表明:料液流動程度加劇，有利于苯酚溶液膜萃取過程的進行;但萃取液側流量變化對傳質幾乎無影響;化學反應的增強作用對傳質系數影響不大;當pH> 12.5時，Kov不隨萃取液酚鈉濃度變化而變化;當苯酚初始濃度大于8.0 g/L時，Kov是一個定值;Kov隨溫度的升高而呈直線性提高;Kov隨鹽離子含量的增高而增大，表明本體系尤其適于處理高濃度、高鹽度含酚廢水;當膜兩側壓差△P<0.1 MPa時，壓差的存在對傳質幾乎無影響，當△P>0.1 MPa時，有利于傳質但同時存在膜的致密化問題，所以應當適當控制跨膜壓差;總傳質系數與膜厚度的倒數呈線性關系;使用3周后的復合膜材料明顯被壓密，膜的使用壽命較短;該過程水通量為0.22 L/㎡s，不利于一實際運行中苯酚的回收。(離心萃取機膜萃取處理新技術)
??????(3)采用均質硅橡膠膜卷繞式膜件，對含酚實際廢水進行膜萃取研究。PDMS膜萃取山東某氯酚廠含酚廢水，在膜管長度為34.8 m，料液流量3.0 L/d、萃取液溫度323.2K及pH=12.5 ~13 .0的條件下，對于含苯酚初始濃度22 g/L的含酚廢水，苯酚的去除率大于98%，出水含酚濃度低于500 mg/L，運行效果穩定。表明新型膜萃取技術分離回收含高濃度苯酚廢水具有良好的技術可行性。(離心萃取機膜萃取處理新技術)
????(4)采用均質硅橡膠膜卷繞式膜件膜萃取山東焦化含酚廢水，在膜管長度為34.8m，料液流量2.0 L/d、萃取液溫度323.2 K及pH值12.5一13.0的條件下，對于初始濃度1.1g/L的苯酚廢水，穩定操作，苯酚的去除率達到45%，出水含酚濃度低于700 mg/L效果明顯低于氯酚廠廢水的處理效果，說明該法比較適合于分離回收含高濃度含酚廢水。
(5)與傳統的分離技術比較，這項新型膜萃取技術具有簡單高效、產品純度高、運行條件溫和、環境污染少等優點，是一項先進有效、具有較佳環境與經濟效益的含芳香化合物廢水分離與回收技術。(離心萃取機膜萃取處理新技術)
????含酚廢水是一種污染范圍廣、水量大、濃度高、危害性十分嚴重的工業廢水，來源于石油、石油化工、煤化工、苯酚生產及酚醛樹脂生產廠等，這種廢水不經處理任意排放，會對人體、水體、魚體以及農作物帶來嚴重危害。同時，酚類化合物是非常重要的可回收資源及化工原料;從這些含酚廢水中提取酚類物質既可回收利用資源，又可減少環境污染，這使得含酚廢水的高效分離方法的研究開發特別重要和迫切。
????多年來，國內外學者對含酚廢水治理與回收作了大量的研究工作。傳統的含酚廢水分離回收技術，主要有溶劑萃取法、吸附法、氣提法、蒸餾法等。這些技術各有其相應的優勢同時也存在一定的弊端，如:溶劑萃取法存在溶劑損失、難以形成穩定出水及萃取物二次處理等問題。吸附法中吸附劑需再生、穩定性差、成本高且改變吸附物的物化性質，等等。雖然也有有關采用膜分離過程處理含酚廢水的研究報道，如滲透蒸發、液膜技術、膜蒸餾等，但目前都尚未實現大規模工業應用。
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????近年來，出現了一種新型膜萃取技術—膜分離芳香烴類回收系統(Membranearomatic recovery system MARS)，該過程將無機堿/酸溶液引入膜萃取中，從工業廢水中回收苯酚及胺類化合物。過程的原理為:芳香類分子通過一無孔膜被萃取到萃取相。在萃取相中，芳香類分子分解為相應的離子態，從而得到富集。苯酚類采用堿性萃取劑，處于離子態的苯酚在水中具有無限溶解度，而分子態的苯酚在水中的溶解度常小于8Wt%。當高度富集的萃取相被中和后，還原成分子態的苯酚的濃度將遠遠超過其在水中的溶解度，而從溶液中分離出來。回收到的有機相可以作為原料直接返回到生產系統。這是一項工業應用前景良好、無二次污染的新技術。其污染物回收率高，純度高，運行穩定，廢水經處理后達到可進行后續處理的要求，但是該體系還存在傳質速率低，反應條件苛刻，對硅橡膠膜材料及反應器的腐蝕等問題。(離心萃取機膜萃取處理新技術)
????本研究以苯酚為目標污染物，探索硅橡膠均質膜及硅橡膠復合膜用于高濃度含酚廢水膜萃取性能、傳質特性研究;通過考察工藝條件及膜材料對過程傳質性能的影響，尋找強化傳質的途徑，以期為分離回收苯酚的新型膜萃取工藝設計和運行實踐提供理論依據。
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