MEUF中表面活性劑基因差異對(duì)苯酚增溶性能的影響研究.pdf

1、80年代,國(guó)外開(kāi)始研究一種新的水處理技術(shù),以去除廢水中的有機(jī)物和金屬離子,即膠團(tuán)強(qiáng)化超濾法(Micellar-enhanced Ultrafiltration,簡(jiǎn)稱MEUF),這是一種將表面活性劑和超濾膜結(jié)合起來(lái)的新技術(shù)。此技術(shù)具有去除率高、耗能低、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)。本研究利用MEUF技術(shù),采用卷式聚砜疏水膜來(lái)處理含有低濃度苯酚的廢水。通過(guò)采用正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行三種陽(yáng)離子型表面活性劑(親水基相同而疏水尾鏈不同、親水基不同而

2、疏水尾鏈相同)增溶苯酚的實(shí)驗(yàn),采用四因素四水平單一指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?然后通過(guò)極差分析來(lái)確定最佳的因素水平。在實(shí)驗(yàn)的第二部分,研究了不同的操作參數(shù)對(duì)苯酚增溶的影響,選取了對(duì)苯酚增溶有較大影響的因素(表面活性劑濃度、電解質(zhì)濃度、原液有機(jī)物濃度、壓力、溫度)。
　　 研究結(jié)果表明:(1)采用正交實(shí)驗(yàn),得出所選擇的三種陽(yáng)離子型表面活性劑CPC、CTAB、OTAB對(duì)苯酚增溶效果的順序?yàn)镃PC>OTAB>CTAB。即對(duì)于親水基相同而疏水鏈越長(zhǎng)

3、的表面活性劑,其對(duì)苯酚的增溶效果越好；而對(duì)于疏水鏈長(zhǎng)度相同,親水基不同的表面活性劑,吡啶型表面活性劑對(duì)苯酚增溶效果優(yōu)于脂肪胺類季銨鹽型表面活性劑。(2)選取了十二烷基三甲基溴化胺(DTAB)來(lái)進(jìn)行苯酚增溶實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示,苯酚最佳的去除率只有63％。進(jìn)一步證實(shí)了,表面活性劑疏水鏈長(zhǎng)度對(duì)苯酚增溶的影響。(3)通過(guò)Nano-ZS納米粒度及Zeta電位分析儀測(cè)定了不同種類陽(yáng)離子型表面活性劑膠團(tuán)粒徑,其形成膠團(tuán)粒徑的大小按如下順序OTAB>CTA

4、B>CPC。CPC對(duì)苯酚的增溶效果最好,但其所形成的膠團(tuán)粒徑卻最小,由此得出我們所選擇的三種表面活性劑的膠團(tuán)粒徑均大于選擇的超濾膜的孔徑。(4)通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析,從處理效果和經(jīng)濟(jì)性兩方面來(lái)選擇,選取OTAB來(lái)進(jìn)行單因素超濾實(shí)驗(yàn)研究,進(jìn)行了不同操作因素(原液OTAB濃度、電解質(zhì)K2CO3濃度、原液有機(jī)物苯酚濃度、壓力、溫度)影響規(guī)律的細(xì)致分析。原液OTAB濃度對(duì)苯酚的截留率有正作用,但當(dāng)其濃度超過(guò)60mM時(shí),苯酚的增溶達(dá)到飽和,其截

5、留率基本上保持不變。原液中K2CO3濃度增加,溶液中CO2-3和苯酚根離子產(chǎn)生了對(duì)陽(yáng)離子OTAB膠團(tuán)的競(jìng)爭(zhēng)吸附,因此導(dǎo)致滲透液中苯酚濃度有些許增加。原液苯酚濃度對(duì)苯酚增溶產(chǎn)生影響很小,這與1996,Mulder提出的模型非常匹配。壓力增加,超濾膜的滲透通量增加,對(duì)膜污染的減輕有促進(jìn)作用,但高壓力下膠團(tuán)的形狀會(huì)發(fā)生改變,更易透過(guò)超濾膜膜孔,有機(jī)物的截留率有所下降。溫度增加,表面活性劑更易溶于水,其形成的膠團(tuán)更加均勻,但隨著溫度的升高,膜孔

6、的孔徑會(huì)增大,其對(duì)苯酚的截留就會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。
　　 MEUF具有工藝簡(jiǎn)單,易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的特點(diǎn),適用于單獨(dú)或同時(shí)從廢水中去除低分子量、低濃度的有機(jī)污染物和多價(jià)金屬離子,具有很好的環(huán)境效益。同時(shí),與吸附、蒸餾和萃取法相比,MEUF能耗低、無(wú)相變、且處理水可直接回用,通過(guò)某些措施還可從濃縮液中回收有價(jià)值的有機(jī)物或重金屬,所以這種方法具有很好的經(jīng)濟(jì)效益,從而具有可觀的應(yīng)用價(jià)值。以上研究為實(shí)現(xiàn)膠團(tuán)強(qiáng)化超濾在有機(jī)物廢水處理中的應(yīng)用和