术的应用领域会越来越广泛,据初步统计,年全世界膜和膜组件的销售额已接近亿美圆,成套设备和膜工程的市场则已达到数百亿美圆,而且每年还以的幅度递增,显示出这新兴产业的广阔前景。乳状液膜法在苯胺废水处理中的意义苯胺是种重要的有机化工原料,广泛应用于染料农药医药的生产,在其生产过程中会产生大量的苯胺废水。因苯胺剧毒,吸入其蒸汽或被皮肤吸收会引起中毒,严重时可导致死亡,故含苯胺的废水对环境污染严重。因苯胺属难降解有毒污染物,故用生化法对其废水进行处理时,难以达到预期效果用高级化学氧化法进行处理时,虽有较好的效果,但费用较高。乳状液膜法具有传质快分离效率高等特点,已应用于医药化工湿法冶金和废水处理等研究领域。将其用于苯胺的提取富集,既可达到消除污染的目的,也能回收利用苯胺。本文采用流动载体乳状液膜体系对苯胺的提取富集进行了研究,探讨了表面活性剂的结构和浓度不同而对苯胺传质分离产生的影响。液膜的结构与形成液膜是层很薄的液体膜,它可以把两个不同组分的溶液隔开,并且通过渗透现象起着迁移分离种或类物质的作用。当被隔开的两种溶液是水相时,液膜应是油型油泛指与水不相混溶的有机相当被隔开的两个溶液是有机相时,液膜应是水型。乳状液油膜的结构是个呈球形的液珠,由有机溶剂表面活性剂和流动载体三部分组成个与水互不相溶的混合相。有机溶剂或称为膜溶剂,简称为油是成膜的基体成分,具有定的粘度,保持成膜所需的机械强度表面活性剂具有亲水基和疏水基亲油基,能定向排列于油和水两相界面,用以稳定膜形,固定油水分界面流动裁体的作用是选择性携带欲分离的溶质或离子进行迁移。乳状液膜的直径约为膜厚从几个分子到般是。液膜的分离原理乳状液膜可看成为种水油水型或油水油型的双重乳状液高分散体系,将两种互不相溶的液相通过高速搅拌或其它方法如超声波法喷管法等制成乳状液,然后将其分散到第三种液相连续相中,就形成了乳状液膜体系。液膜分离是膜分离技术的最新发展,是模仿生物膜功能而发展的,是以特殊的有机溶剂制备的液相膜分离技术。液膜分离体系的形成先将液膜材料与种作为接受相的试剂水溶液混合,形成含有许多小水淌内水相的油包水乳状液,再将此乳状液分散在水溶液连续相中,于是形成了由外水相膜相和内水相组成的水包油包水的分离体系见图。它通过两液相间形成的界面液相膜,将两种组成不同但又互相混溶的溶液隔开,经选择性渗透,使物质分离提纯。表面活性剂内相接受相膜相膜相与内相界面膜相与外相界面外相连续相图液膜本文使用含流动载体的液膜,其选择性分离主要取决于所添加的流动载体能够单地同外相中的种溶质或离子发生反应,就可以直接提取种物质。流动载体除了能提高选择性之外,还能增大溶质通量,它实质上是流动载体在膜内外两个界面之间来回穿梭地传递被迁移的物质。通过流动载体和被迁移物质之间选择性可逆反应,极大地提高了渗透溶质在液膜中的有效溶解度,增大了膜内浓度梯度,增强了输送效果,提高了废水处理的效率。乳化液膜及其透过机制见图。回收相液膜油相内水相原液外水相图乳化液膜及其透过机制示意图外水相膜的扩散在外水相液膜油相界面上的萃取反应油薄层的扩散④乳化相的扩散在液膜油相内水相界面上的萃取反应液膜分离般操作程序乳状液膜的制备膜造型首先将含有裁体的有机溶液相与含有试剂的水溶液相快速混合搅拌,制得油包水乳状液再加入油溶性表面活性剂稳定该乳状液。为了防止液膜破裂,还需配入具有适当粘度的有机溶液作为液膜增强剂,从而得到个合适的含流动裁体的乳状液膜。接触分离在适度搅拌下,将上述乳状液加入第二水相如废水,使其在混合接触器中构成由外水相连续相膜相内水相接受相三重乳液分离体系,对料液即废水相中给定溶质进行迁移分离。沉降分离在乳液分离器中对上述混合液进行沉降澄清,把乳状液与处理后的料液分开。破乳反乳化通过加热或者使用静电聚结剂等使液膜破裂,排放出所包含的浓集物,并回收液膜组分以制备新的乳状液膜,供下操作周期使用。绘制苯胺的标准曲线试剂化学纯大连医药集团磷酸三丁酯化学纯北京化工厂苯胺优级纯沈阳化学试剂厂亚硝酸钠分析纯沈阳化学试剂厂氨基磺酸铵分析纯上海恒生试剂厂萘基乙二胺盐酸盐分析纯上海化学试剂公司仪器分光光度计上海精密科学仪器有限公司型数字酸度计江苏江分电分析仪器有限公司分析天平湘仪天平仪器厂试液的配制实验中所用的水均指蒸馏水。硫酸的配制于烧杯中加入适量蒸馏水,再准确加入的浓硫酸,边加边搅拌,待冷却后转入容量瓶再用蒸馏水定容,摇匀。苯胺标准贮备液于容量瓶中加入硫酸溶液准确量取,然后加入苯胺准确量取,并用浓度为的硫酸定容,摇匀。计算出苯胺浓度,于冰箱内保存,以备使用。苯胺标准使用液用浓度为的硫酸将贮备液稀释成浓胺去除率图液体石蜡用量对苯胺去除率的影晌以煤油为溶剂的液膜体系中,通常添加定量的液体石蜡来增加膜的粘度提高膜的稳定性增强膜的强度。由图可知,液体石蜡用量小时,苯胺的去除率小当液体石蜡的用量增加,去除率也会逐渐上升,主要是因为增加液体石蜡用量膜的黏度增大强度加大,不容易发生破裂,去除率提高当液体石蜡用量增大到定程度再增大时,液膜更加稳定,但去除率就有所下降,原因是液体石蜡的增加使膜相黏度增大的同时,也加大了传质阻力,导致去除率有所降低。本实验确定液体石蜡的用量为效果较好。条件验证实验用上述实验室确定的最佳实验条件,再次进行液膜的制备富集分离以及测定,平行五次实验,见表。表条件验证实验表次数吸光度浓度去除率相对误差结论通过上述实验确定实验室乳状液膜法处理苯胺废水最佳的操作条件为内水相体积为,外水相,表面活性剂为,流动载体为,液体石蜡为,油内比为,乳水比为,制乳时间为,传质时间为,原料液中苯胺的浓度为,去除率为,对苯胺废水处理效果较好。但,实验过程中,由于实验条件的限制及其操作的影响,给乳状液膜法处理苯胺废水的研究造成定的误差。由于时间的关系,对制乳时间传质时间内相的体积分数等对苯胺废水处理的影响,未进行探索。本实验只是实验室中的种模拟实验,是对苯胺废水处理中些影响因素的探讨,而工业废水成份复杂,干扰因素非常多,若要将其运用到处理工业废水中,还需要进步研究改进,探索出符合工业化应用的工艺条件和高效实用的设备,从而使液膜技术能够在工业废水处理上得到更广泛的应用。致谢参考文献潘碌亭,肖锦液膜法处理造纸黑液的膜配方和电破乳的研究,膜科学与技术陆嘉昂,宋慧敏液膜技术在有机废水处理中的应用江苏化工秦非,张志军,蒋挺大等混合型表面活性剂液脱法处理含酚废水膜科学与膜技术,任源,韦朝海,肖美兰华南理工大学学报,李明玉,王向德,万印华,张绣娟高等学校化学学报,学号大学届毕业论文题目乳状液膜法处理苯胺废水的实验室研究姓名专业环境科学指导老师完成日期年月日目录引言乳状液膜法在废水处理中的应用乳状液膜法在苯胺废水处理中的意义液膜的结构与形成液膜的分离原理液膜分离般操作程序绘制标准曲线试剂仪器试液的配制实验原理实验方法最大波长的选择绘制标准曲线乳状液膜法处理苯胺废水试剂与仪器实验原理实验方法液膜的制备富集分离测定工艺条件的选择表面活性剂用量的影响乳水比的影响油内比的影响外水相值的影响膜增强剂液体石蜡用量的影响条件验证实验结论致谢参考文献乳状液膜法处理苯胺废水的实验室研究摘要研究了苯胺水溶液的乳化液膜煤油磷酸三丁脂溶液处理过程,对溶剂和表面活性剂的选择及用量膜增强剂用量搅拌速度乳水比油内比外相值及处理时间的影响进行系列的研究。结果表明,在适宜的操作条件下,当水中苯胺浓度为时,经过级液膜处理,水中苯胺的含量可降到,苯胺去除率可达以上,可以达到国家二级排放标准。关键词乳化液膜分离富集苯胺引言乳状液膜法在废水处理中的应用液膜分离技术是年美国埃克森研究工程公司的黎念之博士首先提出并申请专利的种新型膜分离方法,此技术具有膜薄比表面积大分离效率高分离速度快过程简单成本低用途广不污染环境等优点,特别适合于溶液中的特定离子或有机物的分离,已广泛有效地应用于石油化工生化制药医疗卫生冶金电子能源轻工纺织食品环保航天海运及人民生活等领域,形成了的新兴技术产业,特别是其应用与节能环境保护以及水资源的再生有密切的关系,因此在当今世界能源短缺水荒和环境污染日益严重的情况下,膜分离技术得到世界各国的普遍重视。我国液膜技术的研究始于世纪年代后期,高等院校如华南工学院东北师范大学中科院大连物化所上海市环保所等先后进行了研究,己取得不少可喜的成果。膜可以是固相液相甚至是气相的,用各种天然或人工材料制造出来的膜品种繁多,在物理化学生物性质上呈现出各种各样的特性。膜分离技术由于兼有分离浓缩纯化和精制的功能,又有高效节能环保分子级过滤及过滤过程简单易于控制等特征,其广泛的应用已产生了巨大的经济效益和社会效益,已成为当今分离科学中最重要的手段之。随着国民经济的迅速发展,膜分离技术的应用领域会越来越广泛,据初步统计,年全世界膜和膜组件的销售额已接近亿美圆,成套设备和膜工程的市场则已达到数百亿美圆,而且每年还以的幅度递增,显示出这新兴产业的广阔前景。乳状液膜法在苯胺废水处理中的意义苯胺是种重要的有机化工原料,广泛应用于染料农药医药的生产,在其生产过程中会产生大量的苯胺废水。因苯胺剧毒,吸入其蒸汽或被皮肤吸收会引起中毒,严重时可导致死亡,故含苯胺的废水对环境污染严重。因苯胺属难降解有毒污染物,故用生化法对其废水进行处理时,难以达到预期效果用高级化学氧化法进行处理时,虽有较好的效果,但费用较高。乳状液膜法具有传质快分离效率高等特点,已应用于医药化工湿法冶金和废水处理等研究领域。将其用于苯胺的提取富集,既可达到消除污染的目的,也能回收利用苯胺。本文采用流动载体乳状液膜体系对苯胺的提取富集进行了研究,探讨了表面活性剂的结构和浓度不同而对苯胺传质分离产生的影响。液膜的结构与形成液膜是层很薄的液体膜,它可以把两个不同组分的溶液隔开,并且通过渗透现象起着迁移分离种或类物质的作用。当被隔开的两种溶液是水相时,液膜应是油型油泛指与水不相混溶的有机相当被隔开的两个溶液是有机相时,液膜应是水型。乳状液油膜的结构是个呈球形的液珠,由有机溶剂表面活性剂和流动载体三部分组成个与水互不相溶的混合相。有机溶剂或称为膜溶剂,简称为油是成膜的基体成
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