高效離心萃取機液膜法處理煉油廠含酚廢水技術(shù)

離心萃取機液膜法處理煉油廠含酚廢水技術(shù)

摘要對液膜萃取法處理煉油廠含酚廢水進行了研究，考察了乳化劑濃度、水相NaOH濃度、油水比、乳水比、廢水PH值、攪拌強度、萃取時間等時間等因素對除酚效率的影響，確定了萃取劑配方和工藝條件用液膜萃取法處理煉油廠含酚廢水，萃取時間快，除酚效率高(按近90%)，能有效地消除含酚廢水的污染主題詞萃取;含酚廢水;廢水處理;煉油廠;污染控制。

????煉油廠含酚廢水主要由油品堿洗工段產(chǎn)生的，廢水的PH值一般為10-- ?12，水中主要含低級酚及環(huán)烷酸等污染物質(zhì)。這種廢水中酚的含量與煉廠加工的原油性質(zhì)有關(guān)，如果加工重油、含硫原油、產(chǎn)生的廢水中含酚量較高;而加工輕質(zhì)油、低含硫原油，產(chǎn)生的廢水中含酚量則較低煉油廠含酚廢水的水量與煉廠規(guī)模及管理技術(shù)水平有關(guān)，一個年加工能力為500wt的煉油廠，年產(chǎn)含酚廢水量大致為10000-- 22000t，而年加工原油為50wt的煉油廠，年產(chǎn)含酚廢水僅3000t左右.

目前煉廠對含酚廢水的處理主要采用溶劑萃取法溶劑萃取法的優(yōu)點是工藝簡單，容易操作，但除酚效率并不高，主要原因是酚在水相和萃取劑之間存在一個分配系數(shù)問題，分配系數(shù)越大，除酚率就越高而目前常用的兩種萃取別(醋酸丁脂和煤油(含115%?~30%的N503))萃取酚的分配系數(shù)也只在50左右，還不能有效地將高濃度的酚脫除因此，本文研究采用液膜萃取技術(shù)對煉廠含酚廢水進行處理，它也是萃取技術(shù)中的一種，但與溶劑萃取不同的是:在液膜萃取處理含酚廢水的過程中，酚從廢水中向液膜的傳質(zhì)具有單向遷移性，即萃取過程是不可逆的，不受分配系數(shù)的限制，從而有助于提高萃取除酚效率

1液膜萃取除酚過程及原理

液膜萃取除酚由四個步驟組成第一步是制備油包水乳狀液，油為連續(xù)相，水為分散相，水相一般為NaOH溶液，第二步是萃取過程，在攪動下將乳液倒入含酚廢水中，乳液在廢水中以小乳珠形式存在，乳珠內(nèi)是NaOH溶液一一膜內(nèi)相，廢水中膜外相，膜內(nèi)相與膜外相被油相(液膜)分凡萃取時，因酚能溶于油，容易從膜外相透過油膜進入膜內(nèi)相，進入膜內(nèi)相的酚與NaOH反應(yīng)???成酚鈉，酚鈉不溶于油，也就不會經(jīng)油膜擴散到膜外相中去，這樣廢水中的酚就會源源不斷地經(jīng)液膜進入膜內(nèi)相，以酚鈉的形式被富集起來，從而大大提高除酚效率，這也是液膜萃取的單向遷移性，第三步是乳液與廢水分離萃取完成后，停止攪拌，萃取體系自動分為兩層，上層為富集了酚鈉的乳液，下層為除酚后的廢水，第四步是乳液再生，將富集了酚鈉的乳液破乳，破乳后的乳液分為兩層，上層為油相，下層為水相，水相會有高濃度酚鈉，加酸后可回收酚;上層油相可再度用來制備乳液，以進行下一級萃取操悵

2實驗部分

2. 1分析測定

用比色法測定水中酚的濃度

2. 2乳液(萃取劑)配制:將一定量的煤油加到乳液配制器中，在攪拌下加入乳化劑司本-80( SP- 80)，待完全溶解后，向乳液配制器中加入一定量的Na0 H水溶液，以2000r /min的轉(zhuǎn)速攪拌20min得到一種白包的油色水乳狀液

2. 3萃取實驗

取200ml含酚廢水于500mI燒杯中，在攪拌下加入配制的萃取劑，萃取一定時間后靜置分層，用萃取前后水樣中酚濃度的變化評價萃取效果

3實驗結(jié)果及討論

3. 1萃取劑配方的選擇

3. 1. 1乳化劑濃度對除酚率的影響

????固定NaOH溶液濃度為10%( Wt)，油水體積比如1. 2:?1，改變?nèi)榛瘎┯昧?，配制成一系列萃取劑，分別用它們處理含酚廢水，實驗結(jié)果見表1當(dāng)SP- 80濃度低于6. 5%時，隨

?

著SP- 80濃度增加，液膜的強度增大，乳滴有破損率減小，使除酚率增大但當(dāng)SP- 80濃度大于6. 5%時，由于SP- 80濃度很高，使液膜的厚度和粘度增大，酚在膜中的傳質(zhì)速率降低，使除酚率降低，因此，配制萃取劑時，SP- 80的用量應(yīng)為6. 5%?(wt)

3. 1. 2膜內(nèi)相Na0 H濃度對除酚率的影響固定SP- 80的濃度為6. 5%?( Wt>，油水體積比如1.2 :1，改變膜內(nèi)相Na0 H的濃度配制

成一系列的乳液，分別用它們處理含酚廢水，試驗結(jié)果見表2 NaOH濃度從3%( Wt)增大到5%( Wt)時，除酚率很快增大，這是因為乳滴內(nèi)NaOH濃度高，與進入膜內(nèi)相的酚的反應(yīng)速度加快，增強了酚的運移速度，使除酚效率增大但當(dāng)NaOH濃度大于5%( Wt)時，除酚率則降低，這是因為SP- 80是失水山梨醇單油酸酷，當(dāng)膜內(nèi)相NaOH濃度很高時，會影響其乳化效果，使形成的液膜不穩(wěn)定，容易破裂，液膜一旦破裂，一方面會失去液膜萃取作用，另一方面膜內(nèi)相的NaOH會使廢水的堿度增大而影響處理效果因此，膜內(nèi)相中NaOH的濃度為5%(( Wt)

3. 1. 3油水比對除酚率的影響

固定SP- 80的用量為6. 5%?( wt)，膜內(nèi)相中NaOH濃度為5%( Wt)，改變油水體積比，配制成一系列乳液，分別用它們處理含酚廢水，實驗結(jié)果見表3制備萃取劑(乳液)時，油相與水相(膜內(nèi)相)的體積比影響液膜的穩(wěn)定性和酚在膜中的傳質(zhì)速率，油水比大時，液膜穩(wěn)定性好，但膜內(nèi)相少，形成的液膜較厚，酚在膜中的傳質(zhì)速度降低，使除酚效率降低，而油水比較小時，形成的液膜較薄，酚在膜中的傳質(zhì)速率增大，但膜的穩(wěn)定性差，因此，為達到除酚率，油水比應(yīng)有一個值，即油水比為1:1 ~1.5:1時，取1. 2 :1

?

3. 2萃取條件的選擇

3. 2. 1乳水比(萃取劑與廢水體積比)對除酚率的影響

按萃取劑配方(SP- 80用量為6.5%?( wt)，膜內(nèi)相Na0 H濃度為5%?( wt)，油水體積為1. 2 :1)制備乳液，考察乳水比對除酚效率的影響，實驗結(jié)果見表4乳水比大，萃取劑很難以小乳珠的形式在廢水中分散，使處理效果降低;另外，乳水比大，處理成本也會相應(yīng)增抓但如果乳水比太小，使萃取速度降低，除酚效率降低實驗中乳水比為1:3

3.2.2萃取時間對除酚率的影響

????按配方配制萃取劑，考察萃取時間對除酚率的影響，試驗結(jié)果見表5隨著萃取時

?

間增加，除酚率增加;但隨著萃取時間的進一步延長，液膜會在攪動下被打碎，使除酚率降低萃取時間為1 0min.

3.2.3廢水PH值對除酚率的影響

按配方配制乳液，考察廢水PH值對除酚效率的影響，實驗結(jié)果見表6當(dāng)廢水PH值小于8時，水中的酚主要以Ar- O H形式存在，很易向液膜遷移，除酚率高，而當(dāng)PH值大于9時，水中酚主要以Ar、形式存在，向液膜的遷移速度降低，使除酚率降低因此，為了提高萃取效率，萃取PH值應(yīng)為5左右，但考慮到該含酚廢水偏堿性，為了降低用來調(diào)PH值的用酸量，建設(shè)在PH值為w 8時進行萃取操作。

3.2.4攪拌強度對除酚率的影響

????萃取過程中的攪拌強度對除酚率影響較大如果轉(zhuǎn)速低于200r /min，萃取劑在水中很難分散，乳液基本上是呈塊漂在水面上，除酚效率很低而當(dāng)轉(zhuǎn)速大于300r /min時，處理后水渾濁度大，這可能是由于乳珠在高速攪拌下被打碎，同時也使廢水產(chǎn)生了乳化現(xiàn)象的緣故因此，萃取的攪拌強度應(yīng)控制在200w 300r /min的范圍內(nèi)，試驗結(jié)果見表7

4結(jié)論

????(1)萃取劑配方是:SP- 80用量為6.5%( Wt)，膜內(nèi)相NaOH濃度