支撐液膜萃取回收高濃度煤氣化含酚廢水研究

【摘要】：煤氣化廢水中高濃度的酚類物質(zhì)，嚴(yán)重影響了煤氣化廢水的處理，然而其中的酚類物質(zhì)具有很高的回收價(jià)值。支撐液膜技術(shù)是一種萃取劑用量小、萃取效果高、能耗低、無二次污染的新型分離技術(shù)。這些優(yōu)勢使支撐液膜技術(shù)在回收處理高濃度煤氣化含酚廢水領(lǐng)域中有著廣闊的發(fā)展空間。 本論文以聚丙烯（PP）中空纖維膜與聚偏氟乙烯（PVDF）中空纖維膜為支撐液膜支撐體，萃取劑-煤油混合物為液膜相，以NaOH溶液為反萃取相，萃取回收處理高濃度煤氣化含酚廢水。實(shí)驗(yàn)主要研究內(nèi)容為：（1）研究磷酸三丁酯（TBP）、N，N-二（1-甲基庚基)已酰胺（N-503）、三烷基氧化膦（TRPO）三種萃取劑在液膜相中的不同體積濃度，對(duì)高濃度煤氣化含酚廢水萃取效率影響；（2）分析了支撐液膜支撐體的膜絲孔徑、膜絲壁厚等性質(zhì)對(duì)支撐液膜體系的萃取效果的影響；（3）考察了膜組件連接形式以及料液相溫度等操作條件對(duì)萃取回收效果的影響；（4）對(duì)篩選出的支撐液膜體系進(jìn)行連續(xù)試驗(yàn)，檢測其持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行能力，最終確定最適宜的支撐液膜體系；（5）進(jìn)行放大實(shí)驗(yàn)，對(duì)小試實(shí)驗(yàn)中得到的結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證優(yōu)化，主要研究了料液相與反萃相流速、膜組件連接形式、支撐液膜體系穩(wěn)定運(yùn)行性等因素的影響。 適宜的液膜相以及液膜支撐體材質(zhì)均會(huì)對(duì)支撐液膜體系萃取高濃度煤氣化廢水產(chǎn)生促進(jìn)作用；在原水水溫為20℃、pH為7.5~8.1、流速為5L/h，反萃相流速為5L/h的操作條件下，PP中空纖維膜與TBP體積濃度為20%的液膜相組合而成的支撐液膜體系萃取效果比PVDF-TBP支撐液膜體系高4%，萃取效果為94%，出水中酚類物質(zhì)含量為100.68mg/L，該體系可以持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行24h以上。 放大實(shí)驗(yàn)證實(shí)了小試實(shí)驗(yàn)中得到結(jié)論的正確性。料液相流速對(duì)支撐液膜體系的萃取效果影響較大，而反萃相的流速對(duì)萃取效果的影響較?。荒そM件的串并聯(lián)組合，可以很好地提升支撐液膜體系的處理能力以及處理效果。在最優(yōu)操作條件下，放大實(shí)驗(yàn)中PP-TBP支撐液膜體系對(duì)酚類物質(zhì)的萃取率為87.02%，出水中酚濃度為218.14mg/L，處理效果較為理想，出水中酚類物質(zhì)濃度滿足生物降解的要求。 【關(guān)鍵詞】：支撐液膜 萃取劑 煤氣化廢水 酚回收 穩(wěn)定運(yùn)行
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 第1章 緒論9-22
• 1.1 前言9
• 1.2 煤氣化廢水的來源與危害9-10
• 1.2.1 煤氣化廢水的來源9-10
• 1.2.2 煤氣化廢水的特點(diǎn)與危害10
• 1.3 煤氣化廢水的新型處理技術(shù)10-15
• 1.3.1 光催化氧化法11-12
• 1.3.2 電化學(xué)氧化法12-13
• 1.3.3 超臨界水氧化技術(shù)13-14
• 1.3.4 膜處理技術(shù)14-15
• 1.4 液膜萃取分離技術(shù)概況15-20
• 1.4.1 液膜萃取分離技術(shù)發(fā)展史15-16
• 1.4.2 液膜萃取分離技術(shù)原理與特點(diǎn)16-18
• 1.4.3 液膜萃取分離技術(shù)的應(yīng)用18-19
• 1.4.4 液膜萃取分離技術(shù)的發(fā)展趨勢19-20
• 1.5 課題來源與主要研究內(nèi)容20-22
• 1.5.1 課題來源20
• 1.5.2 課題的研究目的與意義20-21
• 1.5.3 課題的主要研究內(nèi)容21-22
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法22-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器22-24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)中使用的膜材料24-25
• 2.3 實(shí)驗(yàn)用水水質(zhì)25-27
• 2.4 實(shí)驗(yàn)裝置與分析方法27-30
• 2.4.1 實(shí)驗(yàn)裝置27
• 2.4.2 分析方法27-30
• 第3章 最佳支撐液膜萃取體系的確定30-51
• 3.1 流動(dòng)載體在液膜相中的濃度對(duì)萃取效果的影響30-33
• 3.1.1 N-503 體積濃度對(duì)液膜萃取效果的影響30-31
• 3.1.2 TBP 體積濃度對(duì)液膜萃取效果的影響31-32
• 3.1.3 TRPO 體積濃度對(duì)液膜萃取效果的影響32-33
• 3.2 液膜支撐體膜材料對(duì)萃取效果的影響33-37
• 3.2.1 支撐體膜材料孔徑對(duì)萃取效果的影響33-35
• 3.2.2 液膜支撐體膜材料壁厚對(duì)萃取效果的影響35-37
• 3.3 支撐液膜體系運(yùn)行穩(wěn)定性的檢測37-40
• 3.4 操作條件對(duì)萃取效果的影響40-46
• 3.4.1 膜組件串聯(lián)對(duì)萃取效果的影響40-42
• 3.4.2 膜組件并聯(lián)對(duì)萃取效果的影響42-44
• 3.4.3 料液相溫度對(duì)萃取效果的影響44-46
• 3.5 支撐液膜體系傳質(zhì)過程分析46-49
• 3.5.1 支撐液膜體系傳質(zhì)動(dòng)力分析46
• 3.5.2 支撐液膜體系傳質(zhì)模型的建立46-48
• 3.5.3 傳質(zhì)模型的求解與驗(yàn)證48-49
• 3.6 本章小結(jié)49-51
• 第4章 支撐液膜萃取體系的放大試驗(yàn)研究51-61
• 4.1 放大試驗(yàn)裝置51-53
• 4.1.1 放大試驗(yàn)使用的膜組件51-52
• 4.1.2 放大試驗(yàn)裝置52-53
• 4.2 流速對(duì)放大試驗(yàn)效果的影響53-56
• 4.2.1 料液相流速對(duì)放大試驗(yàn)效果的影響53-55
• 4.2.2 反萃相流速對(duì)放大試驗(yàn)效果的影響55-56
• 4.3 膜組件串聯(lián)對(duì)放大試驗(yàn)效果的影響56-57
• 4.4 放大試驗(yàn)裝置的穩(wěn)定性檢測57-58
• 4.5 效益分析58-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-63
• 參考文獻(xiàn)63-69
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文69-72
• 致謝72

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