高鹽廢水中的乙腈處理難度大,，迫切需要高效的新技術(shù),。近年來,，生物處理、電解,、化學(xué)氧化等都應(yīng)用于低濃度乙腈廢水的處理,。但是，這些技術(shù)有些需要添加新的試劑,，處理費用高,，難以實現(xiàn)乙腈的回收利用。

滲透汽化（Pervaporation,，PV）是用于液體混合物分離的一種新型膜技術(shù),，是目前膜分離領(lǐng)域的研究熱點之一。滲透汽化的分離原理是,，具有致密皮層的滲透汽化膜將料液和滲透物分離,，料液側(cè)（膜上游側(cè)或膜前側(cè)）維持常壓，滲透物側(cè)（膜下游或膜后側(cè)）則通過抽真空的方式維持低壓,。料液中各組分?jǐn)U散通過膜,，并在膜后側(cè)汽化為滲透物蒸汽。一方面能濃縮有機(jī)物,，凈化水體,；另一方面，系統(tǒng)封閉運行,，沒有揮發(fā)性有機(jī)物的排放,。因此，該技術(shù)越來越受到重視,。

滲透汽化技術(shù)已用于多種揮發(fā)性有機(jī)物廢水的處理,。如苯乙烯、丙酮,、丁醇,、甲苯、三氯乙烯,、乙醇等,。但是，在高鹽化工廢水中乙腈的滲透汽化處理回收未見報道。

1,、實驗部分

1.1 實驗廢水水質(zhì)

采用實際廢水進(jìn)行實驗,，生產(chǎn)廢水的指標(biāo)見表2。

1.2 實驗材料和儀器

PDMS滲透汽化膜,，膜面積為303cm2,；貯液瓶，600～1500mL,；乙腈,，分析純，循環(huán)泵,，BT00－600M,，AUY120分析天平，氣相色譜儀,；

1.3 實驗裝置和方法

滲透汽化的工藝流程如圖1所示,。

實驗方法：量取體積為V的廢水置于貯液瓶中，啟動蠕動泵,，開始循環(huán)料液,，使料液的溫度和濃度趨于均勻，料液經(jīng)膜組件返回貯液瓶,。取水樣,，測定料液的乙腈濃度。將滲透液收集管用電子天平稱重后,，裝入冷阱中,，再安裝到管路上，連接真空管路,。當(dāng)料液的溫度恒定后,，開啟真空泵，打開真空泵閥門,，觀察系統(tǒng)的真空情況,；待真空管路的壓力達(dá)到預(yù)定值時，裝上液氮冷卻裝置,，開始進(jìn)行滲透汽化實驗，讀取開始時間,，料液溫度,、滲透側(cè)壓力等數(shù)據(jù)。達(dá)到預(yù)定的實驗時間t后,，關(guān)掉真空泵,，立即取下冷凝管，塞好塞子，放在室溫條件下,，待產(chǎn)品融化后,，稱重。結(jié)束后分析截留液側(cè)乙腈濃度和透過液的濃度,。

滲透汽化膜的性能通常由分離因子（α）和滲透通量（Ji）來表征：

式中,，α為分離因子；xo與yo分別為截留液和透過液中乙腈的質(zhì)量分?jǐn)?shù),；xw,、yw分別為截留液和透過液中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；Ji為i組分的滲透通量,，g／（m2?h）,；mi為一定時間內(nèi)的透過液質(zhì)量，g,；Am為膜面積,；t為取樣時間。

總傳質(zhì)系數(shù)可由式（3）計算：

式中,，Kov為總傳質(zhì)系數(shù),，m／s；C0,、C分別為初始及t時刻料液濃度,，mg／L；V為料液的體積,，m3,；A為膜面積，m2,。

1.4 分析方法

滲透液和截留液中的乙腈濃度采用頂空氣相色譜法測定分析,。

2、結(jié)果與討論

使用不同濃度的乙腈廢水,，研究了料液的濃度,、溫度等因素對膜性能的影響。

2.1 料液濃度的影響

在溫度為40℃的條件下,，使用不同乙腈濃度的液體進(jìn)行滲透汽化實驗,，初始的料液濃度為2945～36066mg／L。由圖2的實驗結(jié)果可以看出,，料液中乙腈的濃度隨時間而下降,。

圖3顯示了乙腈質(zhì)量濃度在2945～36066mg／L變動的條件下，ln（C0／C）～t的關(guān)系,，結(jié)果表明直線線性相關(guān)系數(shù)較高,，R2＞0。97。由圖中斜率可計算得到總傳質(zhì)系數(shù)Kov的值,，結(jié)果見表4,。Kov和廢水中的乙腈濃度之間沒有明顯的關(guān)系。

圖4為滲透液中的乙腈濃度隨料液乙腈濃度的變系關(guān)系,。由圖4可知,，在相同的實驗條件下，進(jìn)料液中的乙腈濃度越高,，滲透液中的乙腈濃度也越高,。滲透液中的乙腈濃度可達(dá)到進(jìn)料乙腈濃度的12倍以上，廢水中的乙腈質(zhì)量濃度為12327mg／L時,，滲透液中的乙腈質(zhì)量濃度為200000mg／L以上,；廢水中乙腈質(zhì)量濃度36066mg／L時，滲透液乙腈質(zhì)量濃度達(dá)到460000mg／L以上,。

圖5是滲透液中的乙腈通量,、水通量和總通量與進(jìn)料液中乙腈濃度的關(guān)系?？偼亢鸵译嫱慷茧S乙腈濃度的增加而增加,。因廢水中的乙腈濃度增加，廢水透過膜的推動力增加,。但水通量的變化趨勢與此不同,，顯示先上升而后下降。由圖5中可以看出,，進(jìn)料液初始乙腈濃度增加,，透過膜的水通量開始隨著乙腈濃度的增加而增加，當(dāng)濃度高于15000mg／L,，水通量隨著乙腈濃度增加而下降,。因水分子間的氫鍵引起的團(tuán)聚作用，會降低擴(kuò)散性和滲透性能,。

圖5還顯示了乙腈濃度對分離因子的影響,。分離因子隨乙腈濃度的增加變化不大。分離因子約為24,，說明膜對乙腈的滲透汽化分離性能較好,。

2.2 料液溫度的影響

對于濃度為16852mg／L的廢水，改變溫度為18～55℃,，廢水中乙腈濃度隨時間的變化趨勢見圖6,。ln（C／C0）隨時間呈現(xiàn)線性變化，斜率隨著溫度升高而增大,，總傳質(zhì)系數(shù)隨溫度升高而增大,。

滲透液中的乙腈濃度與溫度的關(guān)系見圖7。滲透液中的乙腈濃度隨著溫度的升高而下降,。由于溫度升高,，水蒸汽透過量大幅度提高，導(dǎo)致乙腈濃度下降,。溫度由18℃升高到55℃,，乙腈質(zhì)量濃度由300000mg／L降到220000mg／L。

圖8顯示了滲濾通量和料液溫度的關(guān)系,。由圖8可知,，總滲透通量隨著料液溫度的增加呈現(xiàn)指數(shù)形式的增長，乙腈的滲透通量和水的滲透通量也呈現(xiàn)相同的趨勢,。乙腈的分離因子與溫度的關(guān)系見圖8,。溫度升高，聚合物鏈間的熱運動尺度和頻率加劇,，膜聚合物的自由體積增大,，為分子擴(kuò)散提供了更大的空間，但是,，自由體積增大會導(dǎo)致分離性能的下降,。因此，隨著溫度的升高,，總的滲透通量升高,，乙腈的分離因子下降。

2.3 鹽濃度對滲透汽化效果的影響

控制廢水的料液溫度為40℃,，改變廢水中的無機(jī)鹽濃度為5％～20％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）