实验二十一液膜分离法脱除废水中的污染物
A实验目的
1掌握液膜分离技术的操作过程2了解两种不同的液膜传质机理。3用液膜分离技术脱除废水中的污染物。
B实验原理
液膜分离技术是近三十年来开发的技术,集萃取与反萃取于一个过程中,可以分离浓度比较低的液相体系。此技术已在湿法冶金提取稀土金属、石油化工、生物制品,三废处理等领域得到应用。
液膜分离是将第三种液体展成膜状以分隔另外两相液体,由于液膜的选择性透过故第一种液体(料液)中的某些成分透过液膜进入第二种液体(接受相),然后将三相各自分开,实现料液中组分的分离。
所谓液膜,即是分隔两液相的第三种液体,它与其余被分隔的两种液体必须完全不互溶或溶解度很小。因此根据被处理料液为水溶性或油溶性可分别选择油或水溶液作为液膜。根据液膜的形状,可分为乳状液膜和支撑型液膜本实验为乳状液膜分离醋酸水溶液
由于处理的是醋酸废水溶液体系,所以可选用与之不互溶的油性液膜,并选用NaOH水
溶液作为接受相。这样,先将液膜相与接受相(也称内相在一定条件下乳化,使之成为稳定的油包水(WO)型乳状液,然后将此乳状液分散于含醋酸的水溶液中(此处称作为外相)
这样,外相中醋酸以一定的方式透过液膜向内相迁移并与内相NaOH反应生成NaAc而被保留在内相然后乳液与外相分离,经过破乳,得到内相中高浓度的NaAc,而液膜则可以
重复使用。为了制备稳定的乳状液膜,需要在膜中加入乳化剂,乳化剂的选择可以根据亲水亲油平
衡值HLB来决定一般对于WO型乳状液,选择HLB值为36的乳化剂。有时,为了提高液膜强度,也可在膜相中加入一些膜增强剂一般粘度较高的液体)。
溶质透过液膜的迁移过程,可以根据膜相中是否加入流动载体而分为促进迁移I型或促进迁移II型传质
促进迁移I型传质,是利用液膜本身对溶质有一定的溶解度,选择性地传递溶质(见图
f236)。促进迁移II型传质,是在液膜中加入一定的流动载体(通常为此溶质的萃取剂),选择
性地与溶质在界面处形成络合物,然后此络合物在浓度梯度的作用下向内相扩散,至内相界面处被内相试剂解络反萃)解离出溶质载体溶质进入内相而载体则扩散至外相界面处再与溶质络合这种形式,更大地提高了液膜的选择性及应用范围(见图237)
料液外相液膜内相
HAc
料液外相液膜内相
CH
HAc
HCAc
HAcNaOH图236促进迁移Ⅰ型传质示意图
图237促进迁移Ⅱ型传质示意图
HAcNaOH
NaAcH2O
Nr