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中山江门肇庆地埋式乳化液废水处理设备生产厂家

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1.前言

乳化液膜法简称液膜法,由美籍华人黎念之博士发明,是七十年代初兴起的一门新科学,它比固体膜分离法更具有定向性和选择性,极小的渗透性和高富集比,在废水中选择提取某种物质方面十分引人注目【1】。近年来,国内外对其研究十分活跃,许多杂志介绍了用该法提取金、铜、锌、氰化物等的研究报告[2-6]。本文综合现有研究成果,对液膜分离技术处理含氰废水的相关理论、原理、工艺操作控制、设备、效率及影响条件等方面的研究状况进行系统的介绍、分析和评论,并提出一些建议与展望。

2.乳化液膜法除氰基本原理

含氰废水经酸化后,氰化物以HCN形式存在,加入液膜并进行充分搅拌,溶液形成乳状,HCN首先溶于膜相(煤油或柴油),在膜中的浓度梯度向膜内部扩散,遇到内相的NaOH溶液则反应生成NaCN,NaCN为离子化合物,不能经过液膜返回到水溶液中,当内相NaOH接近消耗完时,停止搅拌,静止一段时间,液膜由于比重小而与废水分层,把液膜放入高压静电破乳器中,油水即可分离,油可连续使用,水相就是NaCN。

图1 液膜法除氰的原理

3.分离效率及影响条件

3.1表面活性剂的影响及用量

表面活性剂能影响液膜的稳定性, 它对HCN通过液膜的迁移渗透速率有一定的影响。表面活性剂的浓度越高,乳状液膜越稳定,但液膜的粘度增大,反而不利于破乳。李玉萍等【7】用L113A、ENJ3029作表面活性剂时液膜稳定性强,HCN的回收率分别为99.51%和99.45%;两者混合时回收率更高且制成的液膜非常稳定,不易破损。

3.2外相pH的影响

外相pH决定渗透物的存在状态,在一定pH下,渗透物能与液膜中的载体形成配合物而进入液膜相,从而产生良好分离效果,不调pH时,外水相中CN-仅部分转化为分子型氰化物,传质不完全,分离效果差。

3.3温度的影响

温度对液膜分离效果的影响比较复杂。温度的变化将引起整个液膜分离体系物化性能的变化。温度升高,膜相粘度减小,挥发性增大,膜的稳定性降低,并使得分配比减小,不利于提取。另外,温度对溶质在膜相和外相边界层的扩散、内相化学反应均有不同程度的影响。通常在15~36 ℃ 环境温度下操作,较为适宜。

3.4 内相试剂的影响

HCN NaOH=NaCN H2O

HCN与内相NaOH溶液发生中和反应,生成了不溶于有机相的NaCN (非渗透物) ,NaCN完全电离成CN-和Na ,这样使内相的CN-不能反向透过液膜迁人外相而是富集浓缩在内相中,从而将CN-以NaCN形式富集在内相中。

3.5Roi与Rew的影响

Roi为表面活性剂的油膜体积(Vo)与内相试剂体积(Vi)之比,称为油内比;Rew为液膜乳液体积(Ve)与料液体积(Vw)之比,即乳水比。它们对液膜的稳定性及传质速率有不同的影响。Roi增大时,液膜逐渐变厚从而使液膜稳定性增加,但渗透速率降低;而 Rew愈大,分离效果越好,但乳液消耗多,成本高。

3.6 混合强度的影响

用混合强度即搅拌转速(包括制乳转速、传质转速) 来考察液膜的稳定性。制乳时搅拌转速越大内相液滴分散越细,乳状液膜也越稳定。传质转速主要通过影响分散在外相中乳状液球的直径、改变传质面积大小来影响传质速率。

3.7 液体石蜡的用量

在以煤油为溶剂的液膜体系中,通常加人一定量的液体石蜡,用来增加膜相的粘度,提高液膜的稳定性。液体石蜡用量增大,液膜粘度也增加、稳定性增强,但是使H C N 的回收率下降,并且破乳操作困难。

4结语

目前,液膜的应用研究大多仍停留在实验室阶段,液膜分离技术大规模的工业化应用尚存在3大技术问题,即液膜的稳定性、液膜的溶胀及破乳工艺。对乳状液膜稳定性的改进研究主要有:新型表面活性剂的合成研究【8-10】、乳状液膜流变性能改性研究【11】、微乳状液膜(Micro-emulsion liquid membranes,MEL-M)【12】。为克服乳状液膜工艺过程复杂、支撑液膜不稳定等特点,近年来国内外研究者研究的具有代表性的液膜构型有:流动液膜、液体薄膜渗透萃取技术、静电式准液膜、内耦合萃反交替分离过程、支撑乳化液膜【13】。

在我国现阶段所实施的可持续发展形势下,液膜法作为一种工艺流程简单、高效率、低能耗、低投资的分离技术,优点极为突出,尽管液膜分离过程本身存在着许多技术问题有待解决,随着液膜稳定性、连续操作性等制约工程技术的难题不断解决,该技术拥有广阔的市场前景,将在废水治理、湿法冶金、医药等领域发挥重要的作用。

[1] 时钧,袁权,高从堦. 膜技术手册(第1 版)[M]. 化学工业出版社,2001

[2] 唐受印,戴友芝. 废水处理工程(第 2 版)[M]. 化学工业出版社,2004

[4] 柳畅先,简华丹,陆俭洁. 乳状液膜法分离水中镉[J]. 分析科学学报,2006

[5] 马文静,程迪,胥维昌. 液膜分离技术处理含 Cr6 废水的研究[J]. 化工环保,2006

[6] 张延霖,成文,李来胜,等. 乳状液膜法分离富集废旧镍镉电池中的镉[J]. 精细化工,2008

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