l80 第二节萃取法 概述 为了回收废水中的溶解物质,向废水中投加一种与水互不相溶,但能良好溶解污染物的 溶剂,使其与废水充分混合接触。由于污染物在该溶剂中的溶解度大于在水中的溶解度,因 而大部分污染物转移到溶剂相。然后分离废水和溶剂,即可使废水得到净化。若再将溶剂与 其中的污染物分离,即可使溶剂再生,而分离的污染物可回收利用。这种分离工艺称为萃取。 所用的溶剂称为萃取剂;萃取后的溶剂称为萃取液(相),废水称为萃余液(相)。 萃取过程达到平衡时,污染物在萃取相中的浓度c与在萃余相中的浓度c之比称为分配 系数Ex,即 Ex=cs/ (10-9) 实验表明,分配系数不是常数,随物系、温度和浓度的变化而异。对实际废水处理,分配定 律具有如下曲线形式 Ex=cs/ce 10-10) 某些溶剂萃取含酚废水的分配系数E如表10-2所示。 丧10-2溶剂萃取脱酚的分配系数E(20C) 醋酸丁酯磷酸三丁酯 N-503 83“液体树脂 苯酚废水山 122.1 甲酚废水2 32.23 34.23 685 942 废水含苯酚23.0gL ②废水含甲酚1.6g/L 液液萃取的传质速度式类似于式(103),过程的推动力是实际浓度与平衡浓度之差。由 速度式可见,要提高萃取速度和设备生产能力,其途径有以下几条 ①增大两相接触界面积。通常使萃取剂以小液滴的形式分散到废水中去,分散相液滴越 小,传质表面积越大。但要防止溶剂分散过度而出现乳化现象,给后续分离萃剂取带来困难 对于界面张力不太大的物系,仅依靠重度差推动液相通过筛板或填料,即可获得适当的分散 度;但对于界面张力较大的物系,需通过搅拌或脉冲装置来达到适当分散的目的。 ②增大传质系数。在萃取设备中,通过分散相的液滴反复地破碎和聚集,或强化液相的 湍动程度,使传质系数增大。但是表面活性物质和某些固体杂质的存在,增加了在相界面上 的传质阻力,将显著降低传质系数,因而应预先除去 ③增大传质推动力。采用逆流操作,整个萃取系统可维持较大的推动力,既能提高萃取 相中溶质浓度,又可降低萃余相中的溶质浓度。逆流萃取时的过程推动力是一个变值,其平 均推动力可取废水进口处推动力和出口处推动力的对数平均值。 萃取法目前仅适用于为数不多的几种有机废水和个别重金属废水的处理,主要原因是 (1)含有共沸点或沸点非常接近的混合物的废水,这类废水难以用蒸馏或蒸发方法分离; (2)含热敏性物质的废水在蒸发和蒸馏的高温条件下,易发生化学变化或易燃易爆;(3)含 难挥发性物质(如醋酸、苯甲酸和多元酚)的废水用蒸发法处理需消耗大量热能或需用高真 空蒸馏;(4)个别重金属废水,例如对含铀和钒的洗矿水和含铜的冶炼废水,可采用有机溶 剂萃取