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液膜分离法处理废水实验

液膜分离技术集萃取与反萃过程为一体,适用于分离溶液中的低浓度物质。它是利用一种膜状液体将组成不同而又完全互溶的原料液和接受液隔开,原料液中的欲分离组分通过液膜渗透到接受液,从而与原料液分离。
实验中我们选用的是醋酸废水溶液(外相),可选用与之不互溶的油性物质作为膜相,这里我们选用NaOH水溶液作为内相。实验时,先将膜相与内相在一定条件下乳化使两者形成稳定的油包水型乳状液,然后将此乳状液分散于醋酸废水中。这样,废水中的醋酸将以一定的速度穿过液膜向内相迁移,并与内相NaOH反应生成NaAc而被保留在内相,从而与废水分离。然后,将乳液与废水分离,对乳液进行破乳,回收内相中高浓度的NaAc,同时使膜相物质再生,以便重复使用。
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两种迁移机理,即A型促进迁移机理和B型促进迁移机理。A型促进迁移机理,是利用了液膜本身对溶质的选择性溶解和传递作用,B型促进迁移机理,则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返回外相界面处再与溶质络合。流动载体的加入,通常可显著提高液膜的选择性和应用范围。
液膜分离过程实际上是萃取与反萃取同步进行的过程,液膜将原料液中的溶质萃入膜相,然后扩散至内相界面处,被内相试剂反萃至内相。影响液膜分离效率的主要因素有:
1.液膜内表面活性剂的种类和浓度,它直接影响液膜的稳定性;
2.膜溶剂的性质,它是构成液膜的基本材料,直接影响液膜的稳定性、选择性和溶质的渗透速率;
3.流动载体的种类,它对提高液膜选择性和渗透速率具有重要作用;
4.油内比,即制备乳状液膜时膜相与内相的体积比,该比值影响液膜稳定性和渗透速率;
5.乳水比,即乳状液膜与外相的体积比,该比值决定了两相接触面积的大小,因而直接影响分离效率;
实验得出的结论
1.在不同处理比(料液/乳液体积比)下传质速率有明显差异,即料液与乳液体积比的比值越小,分离效果越好,醋酸脱除率越高。因为该比值决定了两相2.接触面积的大小,比值越小,接触面积越大,因而直接影响分离效率;
3.在不同液膜的的参与下传质速率有明显的差异,即液膜本身中加入载体具有更高的分离效率,醋酸脱除率更高,同时也影响液膜的稳定性;在一定的时间范围内,外相HAc的浓度逐渐降低,分离效率增加,醋酸脱除率增加;

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液膜分离实验装置
液膜分离实验装置醋酸废水


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