新型溶剂萃取技术处理含酚废水
溶剂萃取具有分离效率高、能耗低、生产能力大、设备投资少、便于快速连续和安全操作等优点,一直受到工业界和研究者的重视。随着现代过程工业的发展,人们对分离技术提出了越来越高的要求,多样化产品的分离、高纯物质的提取、环境污染的严格治理,大大促进了萃取技术的发展。通过萃取分离与其他单元操作过程的藕合和对萃取分离过程的强化,出现了一批新型萃取分离技术。
(1)有机物稀溶液络合萃取技术
极性有机物稀溶液的分离是一个很有价值但难度很大的课题,为解决这一问题,King等提出了一种新的分离法—基于可逆络合反应的萃取分离方法。其工艺流程是:利用有机溶剂和溶质间发生的可逆络合反应,使溶质和与溶剂接触反应生成络合物,与原溶剂分离,转移到溶剂相中,从而降低原溶剂中溶质的浓度。再通过温度变化或pH值变化等方式使反应逆向进行,从而萃取溶剂再生循环使用,溶质得以回收。络合萃取法与其他分离方法相比,具有高效性和高选择性,但需要正确选择合适的络合剂、助溶剂和稀释剂,萃取溶剂体系相对比较复杂,对于高浓度溶液,平衡分配系数会下降。
近年来,大家主要针对有机梭酸稀溶液、酚类稀溶液、有机胺类稀溶液、醇类稀溶液和两性官能团化合物稀溶液等体系进行了研究。但较多的工作仍仅停留在实验室研究阶段。极性有机物络合萃取的过程机理有其特定的复杂性,这方面的研究工作还处于初始阶段。
(2)液膜分离技术
液膜是用以分隔与其互不相溶的液体的一个介质相,它是被分隔两相液体之间的“传质桥梁”,通常不同介质在液膜中具有不同的溶解度与扩散系数,液膜对不同溶质的选择性渗透,实现了溶质之间的分离。液膜分离技术〔sz-s4}的重要特点是萃取过程与反萃取过程同时进行、一步完成。由于其促进迁移作用,液膜分离过程的传质速率明显提高,分离产物所需级数明显减少,而且大大节省萃取溶剂的消耗量,甚至可以实现溶质从低浓度向高浓度的传递。作为快速、高效和节能的新型分离方法,液膜分离技术在湿法冶金、石油化工、环境保护、气体分离、生物医学等领域中,显示出了广阔的应用前景。
(3)超临界流体萃取技术
超临界流体萃取技术以超临界流体为溶剂,从液体或固体中萃取待分离的组分。超临界流体是处于温度高于临界温度、压力高于临界压力的热力学状态的流体,它具有介于气体和液体之间的物理化学性质。利用超临界流体为萃取剂,不仅对许多物质具有很强的溶解能力,而且传质速率远比液体溶剂萃取快,可以实现高效的分离。几十年前,若干工业规模的过程就已经应用了接近临界点的溶剂的溶解性。20世纪70年代到80年代,在德国、法国、英国和美国都有商业规模的咖啡和茶叶脱咖啡因、啤酒花萃取、香料萃取以及烟草尼古丁萃取过程。我国也开发了从沙棘子中萃取沙棘油等工业生产规模的超临界二氧化碳萃取过程和装置。此外还有许多新的应用过程,但与常规分离技术,如精馏和液一液溶剂萃取相比,超临界流体萃取是一个比较昂贵的过程,这主要是由于需要高压操作所致。因此,超临界流体萃取过程只是对高价值产品或在常规技术不适用时才具有更大的价值。
(4)双水相萃取技术
随着生物工程及生物化工的迅速发展,一些具有生物活性又有价值的生物物质的分离提纯是十分关键的。利用常规萃取技术往往会带来流程长、易失活、收率低和成本高等缺陷。双水相萃取技术就是分离生物活性物质的新型萃取分离技术。一般而言,生物活性物质的生物基础是水溶液。在双水相体系中,两相中的水分含量都在80%~90%左右,组成双水相体系的高聚物和无机盐一般不会造成生物活性物质的失活和变性。目前,双水相体系主要用于细胞的回收、从发酵溶液中提取蛋白质产品和酶以及与产物的萃取分离相结合的生物转化等。
此外,还有胶团和反胶团萃取技术、外场强化萃取技术及其他萃取新技术,充分显示了萃取分离技术的针对性、高效性、和良好的应用前景。
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