中药液膜分离技术的应用及发展

1、2液膜分离技术在废水处理中的应用2.1去除重金属离子液膜分离技术可以有效地分离并回收废水中的重金属离子。奥地利Graz工业大学的Marr等人采用乳状液液膜分离技术， 对去除粘胶废水中的Zn2+、Cu2+、 Cd2+、Pb2- 、C产、Ni2+等重金属离子作了大量试验。表I为试验结果。表1从粘胶废水中去除各种剧金属离子的中试结果重金厲离子废水涼矗 /(L*h-T)初始厳度/(mg L_ 11处理肓浓度/(mu-L-1)2r严3045004Z严30500ZnI+701500,5Cui+20SOOO273*408003Ni沖202200360Cd6040t01Pb叶6080. 01Cr3*40150

2、04从表I中可以看出，除Ni夕卜，其他金属离子的去除率均高于 99%，以Zn的 去除与回收为例，与溶剂萃取、化学沉淀、离子交换等方法比较，液膜分离法最 经济。分离 Zn的工艺采用逆流萃取塔和静电聚结破乳装置，内包相使用DTPA ( 2-乙基己基)二硫代磷酸。回收1 0 0 k g Zn的费用为54.4美元，而 市售100 kg Zn为133美元采用液膜法从废水中回收zn具有一定的经济效益。美 国Syracuse大学Jongheop Yi采用陶瓷支撑膜分离Cu他们认为，充满有机螫合 酸的孔状陶瓷支撑膜，作为分离稀溶液中金属离子的无机支撑膜系统.其性能优 于聚合物支撑膜，具有广阔的应用前景。因为聚

3、合物支撑膜对温度、pH敏感，易变形老化，而陶瓷支撑膜正好弥补了聚合物支撑膜的缺点。在分离Cu 2+过程中，陶瓷支撑膜制成 a铝/硅片型，其中注入2-羟基-5-壬基乙酰苯。2 .2分离废水中的有机酸、无机酸美国科罗拉多矿业大学的Wan gC.C研究了用液膜分离法去除水溶液中的多种有机酸成分 . 如两种有机酸溶质体系 （ 间甲酚安息香酸、 酚苯基乙酸 ） 和 3 种有机酸溶质体系 （酚安息香酸苯基乙酸 ） 。以总浓度为 0.012mol L 的间甲 酚 安息香酸溶液的分离试验为例， 随膜相与外水相接触时间延长， 外水相 中间甲酚、 安息香酸不断减少直至平衡， 安息香酸可去除 95% 左右， 间甲

4、酚剩余较多。此试验是将表面活性剂 Paranox 106溶于膜溶剂 S100N（ Paranox 106占两者总量的3% ）制成，并与L i OH溶液在搅拌器内混合，低速旋转2min 或高速旋转 l min 制成乳状液。台湾清华大学的 Wang M- L 报道了用三辛胺 （ TOA） 煤油作膜溶剂从水中分离去除硫酸的过程。罗马尼亚TimisoaraTechnical University 的 Cocheci， V 研究了采用液膜分离回收废水中的盐酸、醋 酸的过程。2.3 处理含酚废水l 无机工业废水的处理11. 含金属离子废水处理冶炼 、电镀、解、金属加工及某些金属化台物的生产常排出大量含金属

5、离子废 水 ，这些废水特别是含重金属离子废水对生态环境会造成极大危害 。乳状液膜 法在解决这类废水的处理中起着重要作用。1.1.1含铬废水 电镀及铬盐厂排出的废水中含有大 Cr6+对此类废水目前多采用 还原法、离子交换法和隔膜电解法来处理，处理成本均较高。我国自 70年代开 始研究液膜法处理电镀废水中的 Cr6+ ，严忠等用三正辛胺 （ TOA） 和三异辛胺为 流动载体，以 Span8 0 为表面活性剂采用液膜法进行间歇式处理，可使含 Cr6+ 废水达标排放。张瑞华等人采用TBP （磷酸三丁酯）-Span80煤油组成的液膜体系 处理电镀废水也得到相同的结果，对南昌五金厂的含铬废水（Cr6+浓度

6、为121.8X10-6经10min液膜处理可达到小于 0.5X I 0-6的排放标准。李思芽等人采用煤油- 三辛胺 -表面活性剂 - 液体石蜡组成的膜体系对重铬酸钠厂所排出的高浓度含 铬废水（Cr6浓度为1500 X 10-6）进行处理，经二级提取后回收时可 98%左右， 净化后废水Cr6+含量小于0.5X 10-6，达到国家排放标准。由此可见，液膜法处 理含铬废水，无论是高浓度还是低浓度含铬废水均可达到满意的处理效果 。1.1.2 含铜废水 液膜法处理含铜废水在美国 、日本、 德国均有报道，有的已 获得经验性规律。我国对某开关厂酸洗废水采用乳状液膜法处理， 经二级提取废 水铜含量由3250m

7、g/L降至1.1mg/L,提取率高达99. 97%。张瑞华等人采用 Span8 0-P201煤油-H 2SO4组成的膜体系对低浓度含铜废水进行处理，一次分离 可使铜浓度从500X 10-6降至4X10-6以下，分离效率高达9 5%以上。1 .1. 3 含锌废水 乳状液膜法处理含锌废水在我国及奥地利均已由小试、 中试到 工业化应用规模，这是乳状液膜法在废水处理中最为成功的一例 198年，根据 澳大利亚学者的研究， 首次采用乳化液膜从粘胶纤维纺丝废液中回收锌， 并成功 地达到实用化中间规模。奥地利的 R Marr 和我国的王士柱等人的研究表明，用 乳状液膜技术处理含锌废水可达到很高的浓缩倍数（40

8、100倍），处理后废水锌含量可达 5X 10-6， 基本符合排放标准，且处理回收锌的费用要小于锌的价 值。何鼎胜采用P204-表面活性剂-煤油-硫酸组成的膜体系对某催化剂厂废水进 行处理也得到较为满意的结果，对Zn2+浓度300X 10以下废水，一次处理可达标排放。1.1.4 含铀废水 尽管在 8 0 年代初就开始了液膜分离铀的研究并取得了引人注 目的进展 ， 但对含铀废水处理的报道尚不多见 。在铀矿山和铀矿水冶厂的生 产过程中也会排出大量废水，其铀含量为5X 1 0-6g / L,为天然水体的1000余倍。李民权等对铀水冶厂的尾弃废水经预处理后，采用 TBP-Span 80 -加氢煤 油-H

9、NO3组成的膜体系进行连续逆流三级处理，处理后的水含铀量低于江河水含 铀量，可直接排放 。对含Hg2+、Ca2+废水采用液膜分离技术处理也都可获得满意的效果。例如 采用乳状液膜法对某碱厂含 Hg2+废水进行二级提取，使废水 Hg2+达0.5ug/L 以下，达到排放标准。内相生成 Hg O 经过处理可回收金属汞， 从而达到消除 污染、回收资源的双重目的 。1 .2 含阴离子废水处理磷酸盐 、硫化物、亚硫酸盐、硝酸盐 、砷化物 、氰化物、氟化物等都是废 水中主要的污染物，其中PO33+、NO3-会造成水体富营养化，含S2-、SO42-废水 易散发出有害气体，而砷化物 CN-、 F- 都有明显的毒性

10、。虽然已有许多 方法去 除废水中的这些阴离子，如化学法、吸附法、生化法等，但处理效果不是不理想 就是成本太高，而采用乳状液膜法则可以获得较为满意的处理效果 。1.2.1含PO43-废水处理 处理含PO43-废水所用液膜体系是以胺和季胺盐为载体，以钙、镁的氢氧化物或氯化物为内相试剂，经处理后使PO43-转化为既不能逆向穿过液膜，又不为胺盐所吸收的难溶性Ca3 (PO 43-)2而除去。王玉鑫等采用伯胺N1025为流动载体、上胺N205作表面活性剂、煤油作膜溶剂、CaCS和NH3 出O 作内相试剂组成的乳状液膜对含 PO43-废水进行了处理，经一次分离可使PO43- 浓度由150 mg/L降至5

11、mg/L以下。但由于内相生成 Cas (PO43-)2沉淀易为有 机相吸附而使破乳和分离困难因此该方法要达到工业应用程度还需进一步研 究。1.2.2含CN-和含S2-废水的处理 对含CN-的HCN和含S2-的H S等废水，可 使其与内相中的强碱进行反应生成不能逆向渗透的离子化台物而除去。钱学玲 等用聚胺E644乳化剂，研究了以NaOH为内相试剂的 W/O型乳状液脱除废水 中CN-的方法，在最佳操作条件下 (N乳=1200r/mi n, N传=300425r/mi n, E644 =1%2%, 外相 pH=67 , Ra =1 , Ruw=1/251/9, T=3 OC ), 废水经 处理可达排

12、放标准。1.2.3含F-废水处理 对含F废水的处理可用Alamine336或Aliguat336为载体， 以异链烷烃S100N为膜溶剂， 以钙盐如Ca C12、Ca ( NO3)2、Ca( AC)2或 Ca(OH)2 。 为内相试剂,组成膜体系,在处理中 F 与内相试剂中的 Ca 反应生 成Ca F2沉淀而除去为了降低废水中F-的残留量可利用Ca 2+的同离子效应来抑 制内相中形成的Ca F2沉淀物的溶解用这一原理来处理 F-为1000x 10-6的废水可 使F-浓度降低到0.2 x 1 0-6左右，达到废水的排取标准。2 有机工业废水处理 有机工业废水中所含各种有机污染物多数是性质较为稳定的

13、人工合成物质， 处理 起来较为困难， 致使处理成本高而且很难达到排放标准。 而液膜法具有价廉易回 收、易操作、 高选择性等优点， 因而在有机工业废水的处理方面也有较广泛的应 用。2.1 含酚废水处理液膜法处理含酚废水国内已做了不少工作， 从原理、 膜组成， 工艺条件等方面都 进行了广泛 的研究，有些已达到工业化试用水平，并取得较好的脱酚效果。邓 兆辉、万印华等对高浓度含酚废水处理进行了研究，用自制的 LMS-3 作表面活 性剂，对加载体(TRPO，三烷基氧磷)和不加载体所组成的膜体系的分离效果分 别作了探讨，并进行多级错流除酚实验，均达到较为理想的效果。对含酚量为 700047000mg/ L

14、的含酚废水，除酚率可达 97%99%，出水含酚量可降低到 0.5mgL 以下，达到排放标准。对 4 种不同来源的含酚工业废水进行处理，均 可达到上述处理效果，但对含酚量太高（ 5000mg/ L）和太低（5 mg/L）的 废水 ，处理起来较为困难 。广州南中塑料厂 1985年建成一套年处理量为 1200t 的液膜法处理含酚废水 装置，膜体系为LMS-2 -液体石蜡-煤油-Na OH，采用二级转盘塔进行逆流处理， EC-1型高压静电破乳器破乳，经处理后，废水含酚量可从1000mg/ L降至0.5 mg/L 以下，除酚率达 99.96%，一吨废水处理费用为 1.37 元。汪景等对太原焦 化厂含酚废

15、水采用液膜法进行处理，建成一套日处理废水 1.7t 的中间试验装 置，选用蓝 113 B 煤油- NaOH 组成的膜体系，采用二级锥孔转盘塔进行逆流处 理，使含酚量为5001000X 1 0-6的废水经二级处理后下降到排放标准 0.5X 10-6 以下，氰化物浓度也可下降到5X 1 0-6以下。秦非等对某塑料化工厂的含苯酚废水 （ 苯酚含量 有时可达 lX 104mg/L） 采用液膜法处理，在采用单一表面活性剂蓝 -113 B 或混合表面活性剂蓝 -113B/ Span80的膜体系，均获得较为理想的结果，在废水含酚量为 81050400mg/ L 的广泛范围内，经二级处理，去酚率均可达 99.9%以上 。2 .2 含对硝基苯胺废水处理沈力人等以含蓝 -113B、2 0 0# 溶剂油的煤油溶液为有机膜相、 HC 1 水溶液为膜 内相组成的乳状液处理江阴农药厂排放的含对硝基苯胺的碱性废水， 采用三级错 流液膜萃取，进口废水含对硝基苯胺 250mg/L， 经三级处理后下降到 0.71mg /