液膜分离法处理含酸废水液膜分离法处理含酸废水实验目的

1. 掌握液膜分离技术的操作过程及主要应用。2. 了解液膜分离的传质机理。3. 用液膜分离技术脱除废水中的酸。4. 了解影响液膜传质速率的因素

实验原理实验原理液膜分离是将第三种液体展成膜状以分隔另外两个液相，因此它包括三个部分（三相）：连续相 ( 外相、料液相 ) 、液膜 ( 膜相 ) 、内包相 ( 内相、反萃液、接受液 ) 。由于液膜的选择透过性，因此原料液中的某些组分透过液膜进入接受液，实现原料中组分的分离。

由于处理的是含醋酸的废水溶液，所以要选与它不互溶的油性液膜，并选用 水溶液作为内相。在制乳搅拌器内，将内相液加到配制好的膜相液中，用强烈的搅拌制成内相分散很细的乳状液。然后将外相作连续相，乳状液作分散相，在通常的传质设备中操作。这样，外相中的醋酸以一定的方式透过液膜向内相迁移，并与内相 反应生成 而被保留在内相，然后乳液与外相分离，经过破乳，得到内相中高浓度的 ，而液膜则可以重复使用

液膜通常由溶剂（水或有机溶剂 , 占 90 ％以上）、表面活性剂（乳化剂，占 1-5％）和添加剂（稳定剂、流动载体等，占 1-5 ％）组成。乳化剂的选择可以根据亲水亲油平衡值 (HLB) 来决定，一般对于 W / O 型乳状液，选择 HLB 值为 3 - 6 的乳化剂。

液膜传质机理可分为两大类 : (1) 基于纯粹的物理溶解的所谓被动传递。 (2) 基于选择性可逆化学反应的所谓促进传递 (Facilitated Transport) 。 促进传递又可分为无载体促进传递 (I 型）和有载体促进传递（ II 型）两种。

无载体促进传递（ I 型促进传递 ）示意图 有载体促进传递（ II 型）示意图

实验装置流程实验装置流程

图 15-2 间歇式乳化液膜分离流程示意图

实验操作步骤实验操作步骤（ 1 ） 在 250mL 烧杯中先加入液膜 1# 80ml ，然后在高转速

下滴加内相 水溶液 80ml （约 1 分钟加完），在此转速下搅拌10 分钟，待成稳定乳状液后停止搅拌，待用。

（ 2 ） 在传质釜中加入待处理的料液 500ml ，在约 400r/min 的搅拌速度下加入上述乳液 100ml ，进行传质实验，每隔一定时间取少量料液进行酸碱滴定分析，测定外相中 浓度随时间的变化，等外相中所有 均进入内相后，停止搅拌，放出釜中液体，洗净传质釜。

（ 3 ）在传质釜中加入 500ml 料液，在与步骤（ 2 ）同样的搅拌转速下加入烧杯中剩余的计量过量的乳液，重复步骤（ 2 ）。

（ 4 ） 比较（ 2 ），（ 3 ）的实验结果，说明在不同的料液（ V ） / 乳液（ V ）下传质速率的差别，并分析其原因。

（ 5 ）用液膜 2# 重复上述步骤（ 1 ） - （ 4 ）。注意，两次传质的乳液量应分别与（ 2 ）、（ 3 ）步的用量相同。

（ 6 ） 分析比较不同液膜组成的传质速率，并分析其原因。

思考题思考题1. 液膜分离与液液萃取有什么异同？2. 液膜传质机理有哪几种形式？主要区别是什

么？3. 传质搅拌转速的选择依据是什么？过高和过低各有什么后果？

4. 液膜分离中乳化剂的作用是什么？其选择依据是什么？