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稀溶液中微量组分的分离引起了学术界的高度重视,许多有价值的物质常常以低浓度存在,而且环境保护要求工业排放废水中重金属离子、有机物等有害物质的浓度降低到非常低的浓度范围,有的甚至达ppm级。这从提取和净化的角度都对微量组分的分离提出了挑战,然而传统分离方法如:萃取法、混凝法、氧化还原法以及离子交换树脂法,都无法解决稀溶液中微量组分的分离问题。乳状液膜分离技术是一种模拟生物细胞的富集功能的新型分离技术,综合运用生物化学、物理化学和有机化学等相关理论而发展的。其集萃取和反萃取于一身,具有传质速率高、选择性好、分离效率高、能耗低以及膜相能够重复利用等优点,为稀溶液中微量组分的分离提供了新途径。然而,也存在一些缺点,到目前还没有得到妥善解决,如液膜不稳定,膜相容易挥发,数学模型不能完全模拟分离过程。 本文对乳状液膜分离技术去除水中的微量Cr(Ⅵ)进行了研究,考察了表面活性剂用量、内相pH值、外相pH值、温度、乳水比、单一表面活性剂以及复合表面活性剂等操作参数对分离效果的影响。结果表明,去除Cr(Ⅵ)的最佳操作条件为:表面活性剂用量(体积)为5%,复合表面活性剂的配比(Span80与油酸的体积比)为7:1,温度在16~20℃之间,内相pH值12.80~13.15之间,外相pH值为1.0,乳水比(Rew)为1:4。经处理后,水中Cr(Ⅵ)的浓度可以降低到0.35mg/L,低于国家污水排放标准(Cr(Ⅵ)浓度为0.5mg/L),其去除率可以达到96%以上。 在此基础上,研究了温度对乳状液膜法去除的影响。结果表明:环境温度在30℃以上的高温情况下,传质过程无法得到好的去除效果;但是可以在不高于16℃的低温下制乳,在环境温度下传质则能得到比较好的去除效果。 利用双模模型来模拟实验,并对乳状液膜分离水中微量Cr(Ⅵ)的机理进行了探讨,结果表明,实验的传质阻力主要集中在膜相,因此加入载体和适