1、运用液膜法萃取含酚废水技术研究酚（phenol） ，通式为 ArOH，是芳香烃环上的氢被羟基（-OH）取代的一类芳香族化合物。最简单的酚为苯酚。酚上的羟基具有弱酸性，酸性比醇羟基强。酚易被氧化，在空气中无色的晶体酚易被氧化为红色或粉红色的醌。酚类化合物（苯酚及其衍生物）主要来源于煤化工、石油化工、制药厂、苯酚生产及酚醛树脂生产厂等，是一种原生质高毒物质，对一切生物个体都有毒害作用，可通过皮肤、粘膜、口腔进入生物体内，与细胞原浆中的蛋白质接触后形成不溶性蛋白质而使细胞失去活性，尤其对神经系统有较大的亲和力，使神经系统发生病变。酚是工业废水中常见的高毒性、难降解有机物，不但危害人体健康安全，而且严
2、重破坏自然生态平衡，造成严重的环境污染。因此，含酚废水的防治引起世界各国的普遍重视，包括中国在内的许多国家已经将其列入重点控制的污染物名单之中 液膜萃取是近代发现的一种新的萃取方法， 其实质是选用难溶于水的油类（ 如煤油） 制成性能稳定的油包水乳液， 外水相中的溶质（ 如苯酚） 进入油膜后， 立即透过膜与内水相的溶质（ 如氢氧化钠） 发生反应（ 生成酚钠） ， 从而去除水相中的污染物（ 苯酚） 。因此， 液膜萃取实际上是用煤油从废水中脱除苯酚， 再用氢氧化钠溶液从煤油液膜中把苯酚反萃出来， 萃取和反萃取一步操作完成。本研究应用液膜萃取法处理了含酚工业废水 一、液膜分离原理 液膜分离又叫液膜萃取
3、， 属于膜分离技术的一种， 它是利用表面活性剂与煤油制成的液体膜进行萃取与反萃取， 从而达到分离与浓缩目的。它包括 3 个主要步骤： 制乳、混合传质与破乳。将含有表面活性剂的煤油与一定浓度的 NaOH 水溶液， 经过高强度剪切分散， 形成油包水型的乳化液 在混合传质设备中， 将制得的乳液分散在需处理的含酚废水中， 通过外加动力， 让废水与乳液充分接触。内水相为 NaOH 水溶液小球， 外水相为含酚废水， 中间由煤油与表面活性剂形成的液膜隔开， 乳液在废水中分散情况。 废水中的酚易溶于煤油， 扩散进入内水相后与 NaOH 反应， 生成酚钠。酚钠不溶于煤油， 不能通过煤油液膜返回外水相（ 含酚废水
4、） 。于是废水中的酚可连续不断地通过液膜进入内水相， 以酚钠的形式富集在内水相中， 从而达到从废水中除去酚的目的。 完成混合传质的乳液进入破乳设备， 通过高压静电破乳， 分成油相（ 煤油+ 表面活性剂） 与水相（ NaOH+ 酚钠水溶液） 。油相收集可再循环利用； 富含酚钠的水相， 如酚具备回收利用价值， 可经过再处理回收酚； 若不具备利用价值， 可将水相打入焚烧炉焚烧 二、液膜法萃取含酚废水实验 1.试剂与材料煤油（市售） ；Span-80（化学纯） ；氢氧化钠（分析纯）；液体石蜡（化学纯） ；二异丙醚（化学纯） ；MIBK（化学纯） ；其它试剂均为分析纯.煤气化含酚废水：总酚 5110mg
5、/L，其中单元酚含量3530mg/L；COD17230mg/L. 2.仪器与设备剪切乳化搅拌机（上海标本模型厂） ，数显测速仪，Zetasizer Nano S90 粒度分析仪等。 三、液膜工艺条件及方法 1.制乳将 Span-80 液体石蜡和煤油按一定比例混合，在搅拌速度100r/min 下搅拌 5min，然后加入一定浓度的氢氧化钠溶液，将搅拌速度提高到 5000r/min，乳化 20min，制成稳定的乳状液。 2.液膜萃取取一定量的废水，用盐酸调 pH，用 500mL 烧杯做乳液和废水的接触器，在电动搅拌器搅拌下混合 10min，进行液膜萃取。 3.静置分层将萃取完的乳液和废水移入分液漏斗
6、中，静置分层30min。 4.溶剂萃取工艺条件与方法将水样用盐酸调好 pH，溶剂与水按 1：2体积比进行三级错流萃取，操作温度为室温.萃取后，将萃余液在微沸状态下蒸发掉 5%的液量，以脱除溶解的萃取剂，然后用蒸馏水补足蒸发失去的水量，最后进行分析测定。 5.分析方法 总酚测定采用直接溴化法，COD 测定用重铬酸钾法 GB11914-89. 四、结果与讨论 1.表面活性剂用量对除酚的影响 由图 1a 可以看出，当表面活性剂的用量为 1%时 ，除酚率低，曲线后段向下弯曲， 表明乳液损失较大 ，表面活性剂用量不足 ；当表面活性剂用量为 3%-5%时 ，除酚率较高 ；当用量为 7%时 ，除酚率下降，
7、这是由于表面活性剂用量过多，油膜粘度过大，迁移速率降低所致 。由图可见，当表面活性剂用量为 3%-5%， 处理 10-20min 可得到较高除酚率。 图 1a 表面活性剂用量对除酚率的影响 图 1b NaOH 浓度对除酚率的影响 2.NaOH 浓度对除酚的影响 足够浓度的 NaOH 溶液能保证内水相酚浓度趋于零， 有利于高效除酚 。对于高浓度含酚废水的处理 ，增大乳水比虽然可保证较高的除酚率 ，但从乳液的回收及循环使用考虑 ， 在保证液膜稳定性的前提下 ，提高内相 NaOH 的浓度在经济上更为合理 。图 1b 表明 ， 内相 NaOH浓度在 5-10%时 ， 均可取得满意的处理效果。 3.油内
8、比（ Ro i） 的影响 油内比是制备乳状液时油相与水相的体积比. Span-80 含量为 3 % ， 其余条件同上述第二点， 改变油内比， 以确定其最佳值. 实验结果如下。 由上数据得知： Roi 为 1：1 时， 除酚效果最佳。 五、结论 液膜萃取技术是一项多学科交叉结合的技术，能够将反应和分离集为一体，从而实现高效、快速的分离 。本文通过液膜法处理含酚废水的研究发现，利用该法处理含酚废水，能满足生化处理对煤气化含酚废水的处理要求，具有潜在的社会和经济效益 ，同时本研究也为进一步进行中试研究提供了理论及数据依据。 参考文献 1 吴虹 .萃取法处理苯酚生产废水的研究 .化工环保，1991， 11（1）：7-15. 2 黄理纳 .炼油厂碱渣废水综合处理技术研究D .华南理工大学硕士学位论文 .1996.
