黃岡液膜萃取法處理一體化設備在線技術指導

　冶金工業是重要的原材料工業部門，也是經濟發展的物質基礎。冶金工業產品繁多，其工業廢水排放量大、成分復雜，重金屬離子、鹽分等含量高，不僅是污染環境的主要廢水之一，還是水處理領域全球性難題。因此，探討對于冶金廢水的處理顯得尤為重要。目前液膜分離技術在冶金廢水處理中的研究發展迅速，為此，本文主要探討液膜萃取法處理冶金工業廢水氨氮的研究。

　　1、液膜分離技術及其在工業廢水處理中的應用

　　1.1 液膜分離技術

　　液膜分離技術是20世紀60年代問世的一種新型膜分離技術。液膜分離的實質是通過所謂的“離子泵"效應，濃縮廢水中的陰陽離子，以提取相應的元素。目前，液膜分離傳質過程分為化學反應促進和載體促進兩種。其中，化學反應促進又叫促進輸送，無載體液膜傳質分離，或是Ⅰ型促進遷移，其機理為利用一個選擇性不可逆反應，從而使封閉相中的滲透物的濃度實質上為0;無載體液膜的分離機理主要有選擇性滲透、化學反應和吸附等。載體促進又叫載體輸送，有載體液膜傳質分離，或是Ⅱ型促進遷移，其機理為利用一個流動選擇性可逆反應，從而增大膜內濃度梯度，進而提高輸送效果，達到有選擇性的物質分離的目的;載體促進分為離子型和非離子型，主要有逆向遷移和同向遷移兩種。

　　1.2 液膜分離技術優點及其應用

　　液膜過程與溶劑萃取具有許多相似之處，不同的是，液膜過程打破了溶劑萃取所固有的化學平衡，其萃取與反萃取分別同時發生在膜的兩側界面，是一種“內耦合"方式和非平衡傳質過程。也正因如此，液膜過程具有如下優點：傳質動力大，所需分離級數少;試劑消耗量少;選擇性好;傳質速率高;“上坡"效應或者溶質“逆濃度梯度"的效應，使其在從稀溶液中提取與濃縮溶質方面具有優勢。

　　目前，液膜技術在生物醫藥、化工生產、濕法冶金、稀有金屬的提取，尤其在廢水處理等方面應用廣泛。其中，在廢水處理中的應用包括含金屬離子廢水的處理、含弱酸離子及有機質廢水的處理、氨氮的處理等。可以說，液膜分離技術在處理冶金工業廢水領域發揮著越來越重要的作用。

　氨氮的含量用簡易法測得，廢水中的氨氮去除用去除率表示。由于乳化液膜內外水相中的離子濃度不相等，會產生液膜溶脹現象，降低萃取效率，因此，可計算溶脹率。

　　2.2.4 結果與討論

黃岡液膜萃取法處理一體化設備在線技術指導

　　試驗結果顯示，ME、環烷酸環醇酞胺、聚異丁烯胺及Span-80四類表面活性劑的溶脹率分別為12%、34%、49%及41%，氨氮去除率分別為94.2%、54%、38%及74%，表明ME是處理氨氮廢水效果較好的表面活性劑，可做選用。而且，表面活性劑ME的用量對氨氮處理效果的影響呈“凸"形拋物線形式，當ME質量分數在3%時，氨氮去除率，在2%~4%時，去除率相對較高。可能是因為，當表面活性劑濃度較低時，形成的液膜較薄，膜的穩定性差，易破;反之，膜有較好的穩定性，而且破乳困難，有助于提高氨氮去除率。因此，本試驗后期用ME濃度要控制在2%~4%。

　　2.2.4.2 工藝條件的探索

　2、液膜萃取法處理冶金氨氮廢水的試驗研究

　　2.1 處理機理

　　氨態氮(NH3-N)易溶于膜相中，可與膜內相中的酸發生解脫反應：NH3+H+→NH4+，加之由于膜內外兩側氨的濃度不同，推動反應不斷進行，從而將反應得到的不溶于油相而穩定在膜內相中的NH4+去除，達到分離氨氮的目的。

　　2.2 試驗部分

　　2.2.1 材料、試劑及儀器

　　1)實驗材料：某亞鎳廠生產廢水。

　　2)主要試劑：濃硫酸、氫氧化鈉，分析純；表面活性劑(四種)、煤油，市售工業品；膜增強劑石蠟，分析純等。

　　3)主要儀器：FG-1型大功率晶體管高壓發生器;可調高速制乳器；JB90-D型大功率晶體管高壓發生器等。

　　2.2.2 操作過程