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萃取法
1、基本原理
為了回收廢水中的溶解物質(zhì),向廢水中投加一種與水互不相溶,但能良好溶解污染物的溶劑,使其與廢水充分混合接觸。由于污染物在該溶劑中的溶解度大于在水中的溶解度,因而大部分污染物轉(zhuǎn)移到溶劑相。然后分離廢水和溶劑,即可使廢水得到凈化。若再將溶劑與其中的污染物分離,即可使溶劑再生,而分離的污染物可回收利用。這種分離工藝稱為萃取。所用的溶劑稱為萃取劑,萃取后的溶劑稱為萃取液,廢水稱為萃余液。
2、萃取劑的選擇
萃取劑的性質(zhì)直接影響萃取效果,也影響萃取費(fèi)用。在選取萃取劑時(shí),一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面的因素:
⑴萃取能力大,即分配系數(shù)要大;
⑵萃取劑物理性質(zhì):
①密度;②界面張力適中;③粘度;
⑶化學(xué)穩(wěn)定性好,難燃難爆,毒性小,腐蝕性低,閃點(diǎn)高,凝固點(diǎn)低,蒸汽壓小,便于室溫下貯存和使用。
⑷來源較廣,價(jià)格便宜。
⑸容易再生和回收溶劑
3、萃取劑的再生
萃取后的萃取相需經(jīng)再生,將萃取物分離后,萃取劑繼續(xù)使用。常用的再生方法有:蒸餾法和結(jié)晶法,蒸餾法屬于物理法,而結(jié)晶則屬于化學(xué)法。
⑴蒸餾法:當(dāng)萃取相中各組分沸點(diǎn)相差較大時(shí),最宜采用蒸餾法分離。例如,用乙酸丁酯萃取廢水中的單酚時(shí),溶劑沸點(diǎn)為116℃,而單酚沸點(diǎn)為181~202.5℃,相差較大,可用蒸餾法分離。根據(jù)分離目的,可采用簡(jiǎn)單蒸餾或精餾,設(shè)備以浮閥塔效果較好。
⑵結(jié)晶法:投加某種化學(xué)藥劑使其與溶質(zhì)形成不溶于溶劑的鹽類。例如,用堿液反萃取萃取相中的酚,形成酚鈉鹽結(jié)晶析出,從而達(dá)到兩者分離的目的?;瘜W(xué)再生法使用的設(shè)備有離心萃取機(jī)和板式塔等。
4、溫度對(duì)萃取的影響
一般來說,溫度升高,溶質(zhì)在廢水及萃取劑中的溶解度都要增大,而且其在萃取劑中的溶解度比在溶質(zhì)中的溶解度大,這對(duì)萃取有利,另外溫度升高,液體粘度降低,也有利于萃取劑與水的分離。不過溫度升高時(shí),也會(huì)導(dǎo)致萃取劑在廢水中的溶解度增大,萃取劑的損失增多,這對(duì)萃取是不利的,因此要根據(jù)廢水的性質(zhì)和所選萃取劑,通過試驗(yàn)確定萃取和再生時(shí)的溫度。
5、萃取工藝
萃取工藝包括混合、分離和回收三個(gè)主要工序,生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用的的萃取工藝有單級(jí)萃取、多級(jí)錯(cuò)流萃取和連續(xù)逆流萃取。連續(xù)流萃取設(shè)備常用的有轉(zhuǎn)盤塔和離心萃取機(jī)等。
6、萃取法處理廢水的應(yīng)用
⑴萃取法處理含酚廢水
焦化廠、煤氣廠、石油化工廠排出的廢水均含有較高的酚量(1000mg/L),為避免高酚廢水污染環(huán)境,同時(shí)回收有用的酚質(zhì),常采用萃取法處理這類廢水。
廢水先經(jīng)除油、澄清和降溫預(yù)處理后進(jìn)入脈沖篩板塔,由塔底供入萃取劑(二甲苯),當(dāng)萃取劑與廢水流量之比為1時(shí),可將酚濃度由1400 mg/L降低到100~150mg/L,脫酚率為90%~96%,出水可作進(jìn)一步處理。
⑵萃取法處理含重金屬?gòu)U水
多種重金屬?gòu)U水可以用萃取法處理。
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