支撑液膜对煤焦废水氨氮的去除研究的认识

1支撑液膜对煤焦废水氨氮的去除研究氨氮，指以氨或铵离子形式存在的化合氨。氨氮主要来源于人和动物的排泄物，生活污水中平均含氮量每人每年约2．5-4．5kg。雨水径流以及农用化肥的流失也是氨氮的重要来源。另外，氨氮还来自石油化工、冶金、油漆颜料、煤气、炼焦、鞣革、化肥等工业废水。氨氮是水体中的主要耗氧污染物，高含量的氨氮会造成地表水富营养化，主要表现为水草、蓝藻等生物大量繁殖，过量消耗水中溶怨氧，严重影响水质，并导致鱼类等水生生物缺氧死亡。其氧化产物皿硝酸盐氮同样具有毒性，低浓度的亚硝酸盐氮能使养殖动物的抵抗力降低，容易感染多种疾病，并会破坏红血球，使血液的供氧能力逐渐丧失。目前氨氮废水处理技术主要有物化法、生物法和化学法。物化法有氨吹脱法、膜分离法、离子交换法等；生物法主要是应用生物硝化反硝化原理，在活性污泥法和生物膜法基础上产生的一系列组合工艺；化学法有折点加氯法、催化湿式氧化法等。离子交换法、反渗透法、折点氯化法、生物脱氮各种工艺适合处理低浓度氨氮废水；吹脱法、湿式催化氧化法适合处理高浓度氨氮废水。虽然现有处理氨氮的方法很多，但是各有优缺点。液膜分离技术具有显著的特点，如萃取与反萃取同时进行、既可用于分离也可用于浓缩、传递速率明显提高、可使物质从低浓度向高浓度扩散等，达到去除的目的。液膜法是目前研究比较多的一种净化废水方法，其工艺过程和分离手段简单，并且处理成本低。2一、对支撑液膜的认识液膜具有固体膜所不具有速度快、效率高、成本低、选择效果好、易于操作管理等优点．支撑液膜是将液膜相牢固地吸附在多孔支撑体的微孔中，依靠固定在多孔介质中的液膜相将介质分离开来的一种新型分离方法．它综合了固体膜分离法和溶剂萃取法的特点，具有生物膜的能动输送功能，是一种新型的膜分离方法．通过选择合适载体和液膜，利用可逆化学反应，可以改善溶质在液膜内的传质．由于一些盐溶液具有极强的可逆吸湿能力，将其作为液相将具有很高的吸湿效率；另一方面，支撑性液膜具有比固体膜高得多的传质性能，所以如果将二者结合起来，以吸湿性溶液为膜相，选择合适的支撑体，所组成的新型热湿回收液膜将具有较强的吸湿与透湿能力，将在能源和空调领域具有广阔应用前景．如果再在支撑体外合成一层超薄皮层，制成复合支撑液膜，可以进一步改进其稳定性。二、支撑液膜的结构：液膜有两种形式，一种是乳状液莫，以表面活性剂稳定薄膜，另一种是带支撑层的液膜，即将液膜填充于微孔高分子结构中，后者比较稳定。34（1）离子液体支撑液膜制备流程：（2）使用离子液体支撑液膜的膜分离流程：1-溶剂瓶2-支撑液膜3-液氮冷阱4-恒温室5三、SLM的不稳定性机理：（1）载体和溶剂溶解于相邻水相（2）支撑膜孔被水相润湿（3）支撑膜孔被阻塞（4）剪切力诱导的乳化作用（5）渗透压的影响（6）膜内存在压差的影响还存在其他可能影响SLM稳定性的机理，如，FFZhan和AGFane等人发现，原料液和反萃液中的搅拌速率的影响，实验发现，搅拌速率增加，液膜相的流失增大；溶液相中离子强度的影响，无论在原料液还是在反萃液中，离子强度的降低会导致液膜相的流失增大；在膜界面和水相之间的乳化现象，易于形成0/W（水包油）乳化液的体系更溶液导致液膜相的损失；而形成W/0（油包水）乳化液体系时，液膜相的损失将相对降低。BZhang和GGozzeiino等通过实验表明，支撑膜的溶胀也会造成液膜相的损失，而影响膜溶胀的主要有两个因素，膜的孔径和膜材料的化学性质，膜孔径越大，溶胀现象就越严重，因而液膜相的损失就增大；就膜材料的化学特性而言，溶胀性依材料而不同；混合醋酸纤维素膜醋酸纤维素膜PVDF膜，其液膜相的损失则正好相反。新的支撑液膜组件主要有：中空纤维夹芯型、管式—中空纤维混合型、板式夹芯型、框式隔板夹芯型等。6四、分析氨氮的含量：氨氮的含量用简易法测得，此法已与国标GB7478—87铵的测定、蒸馏和滴定法比较，基本等效，但简便易行，适应现场测试。用氢氧化钠标准溶液将试样溶液中和，再加入甲醛与铵作用生成游离酸之后用氢氧化钠标准溶液滴定：4NH4Cl+6HCHO=(CH2)6N4+4HCl+6H2OHCl+NaOH=NaCl+H2O吸取25mL(虬)废水于250mL锥形瓶中，加15mL蒸馏水，2滴0，5g／L溴百里酚蓝指示剂，滴加盐酸溶液(5％)至黄色，再以氢氧化钠标准溶液(G=0．1000mol／L)中和至呈淡蓝色。然后加3mL甲醛，3滴酚酞指示剂(1％乙醇溶液)，用氢氧化钠标准溶液滴定至呈紫红色，再加1mL甲醛，紫色不消失为终点，记作V(mL)。氨根离子质量浓度(吕／L)由下式计算：4018CVNHV废水中氨氮去除率E(％)由下式计算：00%100tECCC式中“为膜外相废水中氨氮的初始浓度，e为处理后废水中氨氮的浓度。五、操作条件操作条件包括膜厚度、搅拌速度、载体浓度、水相溶质浓度和操作温度。膜厚度越大稳定性越好；搅拌速度越大稳定性越差；载体浓7度超过饱和浓度会导致载体沉淀于孔内，稳定性降低；水相溶质浓度越小稳定性越差；操作温度越高稳定性越差。参考文献：1、《基于LiCl溶液的复合支撑液膜的制备及其透湿性测定》--王彩玲，张立志*，张炎2、《支撑液膜的研究及应用进展》3、《有机溶剂分离用的离子液体支撑液膜的制备方法》：4、《一种复合式支撑液膜及其制备方法》------张立志王彩玲5、《氨氮废水处理技术研究进展》---王莉萍，曹国平，周小虹6、《支撑液膜研究及应用进展》----杜军，周堃，陶长元