支撑液膜萃取系统回收水中的混合酚开题报告

 2021-08-08 20:33:29

1. 研究目的与意义

含酚废水的酚类物质主要是苯酚和甲酚及其衍生物,包括炼焦、炼油、造纸、塑料、陶瓷、纺织等工业产生的酚类有机污染物废水。苯酚和其衍生物属于芳香族化合物,是一种原生质毒物,对生物体具有毒害作用,对人类所造成的危害也日益加深,而且很难被降解。因酚之毒性威胁于水生生物生长与繁殖,污染饮用之水源,对水体造成严重污染,含酚废水在我国的水污染控制中已被列为需重点解决有害废水之一。因此,大力开展含酚废水的研究,不断改进含酚废水的处理方法有着重要的意义。目前处理方法主要有物理法、化学法、物化法这几类。我国工业废水排放标准规定了工业废水中酚含量不得高于5mg/L。支撑液膜萃取技术作为一种新的萃取技术具有操作简单可控制,是很有发展前途的新技术,其高去除率能够保证废水的进一步处理,支撑液膜萃取技术回收水中的混合酚,同其他的分离技术相比,由于它具有显著的特点,如萃取与反萃取同时进行、既可用于分离也可用于浓缩、选择性高、分离效率高、富集倍数高、使用有机溶剂少等;虽然支撑液膜具有优良的选择性和通量,但它还没有在工业上大规模应用。这是应用过程中应用过程中遇到的一个较大的问题是液膜的稳定性和使用寿命,它的使用寿命目前只有几小时到几个月,不能满足工业化的要求。

2. 国内外研究现状分析

目前国内含酚废水的处理方法有物理法包括焚烧法,萃取法,蒸汽法,吸附法等[1];化学法的方法包括化学氧化法,紫外氧化法,光化学氧化法,化学沉淀法,离子交换法,液膜法等[2];生物法去除酚的原理是再有氧或无氧条件下使污染物作为耗氧或厌氧微生物的营养基质而被分解从而使酚类物质浓度下降包括活性污泥法,生物滤池法,接触氧化法等。

1、物理法

1.1焚烧法:这种方法适用于高浓度的废水,经过焚烧后,不排放含酚污水,焚烧尾气中的、苯酚的浓度也可以控制在国标之内。这种方法操作简单,容易控制。

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3. 研究的基本内容与计划

采用萃取法处理回收含酚废水,使用液液萃取的方法,这种方法处理的回收率高,溶剂可以重复利用。用于高浓度含酚废水的分离,利用酚在废水和有机溶剂中的溶解度不同,使酚从废水中转移至有机相中,使水质得到初步净化,含酚废水主要的膜分离技术以压力为传质动力的渗透蒸发和膜蒸馏技术,浓度差为动力的膜萃取。膜组件的使用可以使萃取相和反萃取相独立操作,含酚废水在中空纤维内流动,萃取剂在管外逆流流动,两相在膜壁进行传质萃取,本实验以几种天然植物油为萃取剂,分析不同条件下的萃取效率。

2月20日~3月10日:文献调研,实验室准备,准备开题报告;

3月11日~3月20日:实验方案制定,实验系统配套完善,组装膜组件,为分析测试项目准备;

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4. 研究创新点

目前,含酚废水处理技术的研究还是往这两个方向发展,一是降低废水中酚的浓度,达到国家标准排放要求,使排放出的废水走向无害化;二是回收废水中的酚类实现资源化处理。对于本课题使用中空纤维膜组件萃取废水中的酚类物质,利用更加绿色、天然环保的植物油作为膜相对含酚废水进行萃取,对比了几种植物油对萃取效率的影响。相对于其他利用化学物质进行萃取的方法减少了对环境的污染同时也还取得了不错的去除效率,开辟了新的萃取方式;这个从课题除了膜萃取方法之外简单有效的一种方法就是将酚类化合物用酸碱滴定进行结晶回收利用,且回收效率比利用向废水中通二氧化碳析出的要快,更加简单有效。下一步还需进行对实际废水的探究,由于实际废水的成分复杂,所以还需要测试中空纤维膜对实际废水中的酚的去除率以及其对膜组件的影响,在对支撑液膜分离后的混合酚物质的利用也还有空间需要研究。

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