液液轉盤萃取實驗裝置

『壹』 實驗廢水具體種類和處理方法

廢水處理科技名詞定義
中文名稱：廢水處理 英文名稱：waste water treatment 定義1：採用物理、化學、生物等方法對排放的廢水進行處理，使其水質符合國家(或地區)規定的排放標准或達到再利用要求的工藝。 所屬學科：電力（一級學科）；環境保護（二級學科） 定義2：將廢水中各污染物分離出來或將其轉化成無害物質的過程。 所屬學科：水產學（一級學科）；漁業環境保護（二級學科） 本內容由全國科學技術名詞審定委員會審定公布
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廢水處理（wastewater treatment methods）就是利用物理、化學和生物的方法對廢水進行處理，使廢水凈化，減少污染，以至達到廢水回收、復用，充分利用水資源。

目錄

處理方法物理處理法
化學處理法
生物處理法
特殊方法：生物接觸氧化法
分級
廢水處理制劑
Waste water treatment preparation
廢水處理之除重金屬
超通量無機陶瓷膜用於廢水處理無機陶瓷膜的發展過程
特點
主要技術參數
陶瓷膜主要應用領域
飲用水達標凈化處理方法 物理處理法
化學處理法
生物處理法
特殊方法：生物接觸氧化法
分級
廢水處理制劑
Waste water treatment preparation
廢水處理之除重金屬
超通量無機陶瓷膜用於廢水處理 無機陶瓷膜的發展過程
特點
主要技術參數
陶瓷膜主要應用領域
飲用水達標凈化
展開 編輯本段處理方法
物理處理法
通過物理作用分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態的污
染物（包括油膜和油珠）的廢水處理法，可分為重力分離法、離心分離法和篩濾截留法等。以熱交換原理為基礎的處理法也屬於物理處理法。
化學處理法
通過化學反應和傳質作用來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態的污染物或將其轉化為無害物質的廢水處理法。在化學處理法中，以投加葯劑產生化學反應為基礎的處理單元是：混凝、中和、氧化還原等；而以傳質作用為基礎的處理單元則有：萃取、汽提、吹脫、吸附、離子交換以及電滲析和反滲透等。後兩種處理單元又合稱為膜分離技術。其中運用傳質作用的處理單元既具有化學作用，又有與之相關的物理作用，所以也可從化學處理法中分出來 ，成為另一類處理方法，稱為物理化學法。
生物處理法
通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶液、膠體以及微細懸浮狀態的有機污染物，轉化為穩定、無害的物質的廢水處理法。根據作用微生物的不同，生物處理法又可分為需氧生物處理和厭氧生物處理兩種類型。廢水生物處理廣泛使用的是需氧生物處理法，按傳統，需氧生物處理法又分為活性污泥法和生物膜法兩類。活性污泥法本身就是一種處理單元，它有多種運行方式。屬於生物膜法的處理設備有生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池以及最近發展起來的生物流化床等。生物氧化塘法又稱自然生物處理法 。厭氧生物處理法，又名生物還原處理法，主要用於處理高濃度有機廢水和污泥。使用的處理設備主要為消化池。
編輯本段特殊方法：生物接觸氧化法
用生物接觸氧化法處理廢水，即用生物接觸氧化工藝在生物反應池內充填填料，已經充氧的污水浸沒全部填料，並以一定的流速流經填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得到凈化。最後,處理過的廢水排入生物接觸氧化處理系統與生活污水混合後進行處理,氯消毒後達標排放。生物接觸氧化法是一種介於活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點是在池內設置填料，池底曝氣對污水進行充氧，並使池體內污水處於流動狀態，以保證污水同浸沒在污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷,這種曝氣裝置稱謂鼓風曝氣。
編輯本段分級
按處理程度，廢水處理（主要是城市生活污水和某些工業廢水）一般可分為三級。 一級處理的任務是從廢水中去除呈懸浮狀態的固體污染物。為此，多採用物理處理法。一般經過一級處理後，懸浮固體的去除率為70％～80％，而生化需氧量（ BOD）的去除率只有25％～40％左右，廢水的凈化程度不高。 二級處理的任務是大幅度地去除廢水中的有機污染物 ，以 BOD 為例 ，一般通過 二級處 理後 ，廢水中的 BOD可 去除80％～90％，如城市污水處理後水中的 BOD含量可低於30毫克／升。需氧生物處理法的各種處理單元大多能夠達到這種要求。 三級處理的任務是進一步去除二級處理未能去除的污染物，其中包括微生物未能降解的有機物、磷、氮和可溶性無機物。 三級處理是高級處理的同義語，但兩者又不完全一致 。三級處理是經二級處理後，為了從廢水中去除某種特定的污染物，如磷、氮等，而補充增加的一項或幾項處理單元；高級處理則往往是以廢水回收、復用為目的，在二級處理後所增設的處理單元或系統。三級處理耗資較大，管理也較復雜，但能充分利用水資源。有少數國家建成了一些污水三級處理廠。
編輯本段廢水處理制劑
採用合理的水處理工藝，配合水的深度處理，處理水可達到GB5084-1992、CECS61-94中水回收用水標准等，可以長時間循環使用，節約大量水資源。 Risr-601環保型COD專用除去劑 MRisr- 2688重金屬捕捉劑
編輯本段Waste water treatment preparation
Adopt the rational water treatment handicraft, the depth coordinating water's handles, water reclaims in processing water but reaching GB5084-1992 , CECS61-94 using water standard to wait , to be able to cycle for a long time to be put into use, save large amount of water resource. Risr-601 environmental protection type COD special use eliminates an agent MRisr-2688 heavy metal catches an agent
編輯本段廢水處理之除重金屬
重金屬廢水主要來自礦山、冶煉、電解、電鍍、農葯、醫葯、油漆、顏料等企業排出的廢水。如果不對重金屬廢水處理，就會嚴重污染環境。廢水處理中重金屬的種類、含量及存在形態隨不同生產企業而異。除重金屬在廢水處理中顯得很重要。 由於重金屬不能分解破壞，而只能轉移它們的存在位置和轉變它們的物理和化學形態，達到除重金屬的目的。例如，廢水處理過程中，經化學沉澱處理後，廢水中的重金屬從溶解的離子形態轉變成難溶性化台物而沉澱下來，從水中轉移到污泥中；經離子交換處理後，廢水中的重金屬離子轉移到離子交換樹脂上，經再生後又從離子交換樹脂上轉移到再生廢液中。 因此，廢水處理除重金屬原則是： 除重金屬原則一：最根本的是改革生產工藝．不用或少用毒性大的重金屬； 除重金屬原則二：是採用合理的工藝流程、科學的管理和操作，減少重金屬用量和隨廢水流失量，盡量減少外排廢水量。重金屬廢水處理應當在產生地點就地處理，不同其他廢水混合，以免使處理復雜化。更不應當不經除重金屬處理直接排入城市下水道，以免擴大重金屬污染。 廢水處理除重金屬的方法，通常可分為兩類： 除重金屬方法一：是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變成不溶的金屬化合物或元素，經沉澱和上浮從廢水中去除．可應用方法如中和沉澱法、硫化物沉澱法、上浮分離法、電解沉澱(或上浮)法、隔膜電解法等廢水處理法； 除重金屬方法二：是將廢水中的重金屬在不改變其化學形態的條件下進行濃縮和分離，可應用方法有反滲透法、電滲析法、蒸發法和離子交換法等。這些廢水處理方法應根據廢水水質、水量等情況單獨或組合使用。
編輯本段超通量無機陶瓷膜用於廢水處理
無機陶瓷膜的發展過程
陶瓷膜也稱GT膜，是以無機陶瓷原料經特殊工藝制備而成的非對稱膜，呈管狀或多通道狀。陶瓷膜管壁密布微孔，在壓力作用下，原料液在膜管內或膜外側流動，小分子物質(或液體)透過膜，大分子物質(或固體顆粒、液體液滴)被膜截留從而達到固液分離、濃縮和純化之目的。 在膜科學技術領域開發應用較早的是有機膜，這種膜容易制備、容易成型、性能良好、價格便宜，已成為應用最廣泛的微濾膜類型。但隨著膜分離技術及其應用的發展，對膜的使用條件提出了越來越高的要求，需要研製開發出極端條件膜固液分離系統，和有機膜相比，無機陶瓷膜具有耐高溫、化學穩定性好，能耐酸、耐鹼、耐有機溶劑、機械強度高，可反向沖洗、抗微生物能力強、可
清洗性強、孔徑分布窄，滲透量大，膜通量高、分離性能好和使用壽命長等特點。 無機陶瓷膜在廢水處理中應用最大的障礙主要有二個方面，其一是製造過程復雜，成本高，價格昂貴；其二是膜通量問題，只有克服膜污染並提高膜的過濾通量，才能真正推廣應用到水處理的各個領域。 美國西雅圖環境科技公司研發的滌餌DEAR無機陶瓷膜系統，是在普通陶瓷膜研究的基礎上，通過高科技改造，減少膜污染，大大提高膜通量，有效克服了無機陶瓷膜在水處理中應用的主要問題，使無機陶瓷膜應用於廢水處理成為可能。
特點
(1) 獨有的雙層膜結構：滌餌DEAR無機陶瓷膜系統在在膜過濾層表面，通過溶膠一凝膠法制備TiO2溶膠，採用浸漬提拉法在陶瓷膜上塗敷納米TiO2光催化材料，使陶瓷膜表面具有「自潔」功能，減緩有機在膜表面積累和堵塞，一方面降低膜污染，另一方面提高陶瓷膜管強度和膜過濾通量，提高膜通量穩定性；Al2O3—ZrO2復合膜結構：使膜管機械性能更加優良，由於材料本身的性能缺陷或制備過程中存在的一些實際問題，單一無機膜材料一般不能滿足實際需要，因此無機負載復合分離膜的研製得到迅速發展，滌餌DEAR無機陶瓷膜採用整體復合技術，通過溶膠凝膠法，制備Al2O3—ZrO2復合膜，由於含ZrO2材料與Al2O3、SiO2和TiO2等材料相比具有更好的機械強度、化學耐久性和抗鹼侵蝕等特性，滌餌DEAR®無機陶瓷膜具有更強的機械強度和熱穩定性，而且復合膜的孔徑分布窄，呈單峰。 (2) 可實現在線反沖，膜通量穩定：由於復合陶瓷膜獨特結構和機械性能，能有效承受0.4mp以下的反沖壓力，可實現在線反沖，從而獲得穩定的膜通量，克服了無機膜系統在水處理應用中價格高、易污染、膜通量小、設備龐大等問題，使無機陶瓷膜系統在水處理中應用成為可能。滌餌DEAR無機陶瓷膜是專為污水處理設計的，其最大特點是膜通量大，其運行膜通量是有機膜10-100倍，是普通多孔陶瓷膜的50-10倍、機械強度高、耐污染、可實現在線反沖。
主要技術參數
膜層厚度：50—60μm，膜孔徑0.01-0.5μm； 氣孔率：44—46%； 過濾壓力：1.0 Mpa，反沖壓力：0.4 Mpa以下； 膜材質：雙層膜，外膜TiO2；內膜Al2O3—ZrO2復合膜
陶瓷膜主要應用領域
中水回用； 工業廢水回用： 工廠化養殖原水解毒處理； 發電廠、化工廠等大型冷卻循環水旁濾系統； 油田采出水回用處理； 軋鋼乳化液廢液處理； 金屬表面清洗液再生處理。
編輯本段飲用水達標凈化
RO是英文 Reverse Osmosis membrane 的縮寫，中文意思是:逆滲透，一般水的流動方式是由低濃度流向高濃度，水一旦加壓之後，將由高濃度流向低濃度，亦即所謂逆滲透原理：由於 RO 膜的孔徑是頭發絲的一百萬分之五（ 0.0001 微米） , 一般肉眼無法看到，細菌、病毒是它的 5000 倍，因此，只有水分子及部分有益人體的礦物離子能夠通過，其它雜質及重金屬均由廢水管排出，所有海水淡化的過程，以及太空人廢水回收處理均採用此方法，因此 RO 膜又稱體外的高科技人工腎臟。 美菱純水機是一種新型的使自來水變成純凈水的機器。它採用宇航RO膜技術的自來水終端過濾設備，直接安裝在自來水龍頭上，過濾的水無細菌、病毒、重金屬、農葯、有機物、礦物質和異味，使自來水獲得高純度凈化。 反滲透技術是一種微孔過濾，孔徑只有萬分之一微米小，只有水分子和水分子直徑以下的礦物質可以通過；細菌、病毒、水垢、污染物均不能通過膜，成為濃縮水排出，從而保證出水水質總是安全可靠，而且也不存在污染水源的問題。 它有電機，需要電源，有儲水罐，一般為五級過濾，第一級為濾芯，第二和第三為活性炭，第四級為RO逆滲透膜，第五級為後置活性炭，主要用於改善口感。可加第六級紫外線消毒。 純水機不僅可以將雜質、鐵銹、膠體、細菌、病毒驅除掉，還可以將對人體有害的放射性粒子、有機物、熒光物、農葯驅除，還可以將討厭的水鹼和重金屬驅除，保證您在燒開水的時候沒有水鹼，同時保證家人的健康。 使用純凈水可以做飯、煲湯、沏茶、沖咖啡，保證原汁、原味、充分的將食物中的營養分解，更加適合人體的吸收。在加濕器或者需要水的美容器中使用純凈水可以保證沒有水鹼，更好的保護您家的家居。使用純凈水制水，晶瑩透亮，沒有雜質。 和其他的水處理機相比，美菱純水機加工的水質高度純凈，完全符合各類實驗室用水標准，而且美菱純水機產品美觀、佔地面積小。美菱純水機引進和吸收美國、日本水處理設計、製造的先進技術及最新的國際水處理技術成果。以水處理實際應用出發，創造性地研發出能滿足各行業用戶實際的用水需求。

『貳』 蒸餾設備的設備

（molecular distillation equipment）
分子蒸餾亦稱短程蒸餾.它是一項較新的尚未廣泛應用於工業化生產的液-液分離技術．其應用能解決大量常規蒸餾技術所不能解決的問題.
分子蒸餾與常規蒸餾技術相比有以下特點:
1．普通蒸餾是在沸點溫度下進行分離操作:而分子蒸餾只要冷熱兩個面之間達到足夠的溫度差.就可以在任何溫度下進行分離.因而分子蒸餾操作溫度遠低於物料的沸點.
2．普通蒸餾有鼓泡.沸騰現象:而分子蒸餾是液膜表面的自由蒸發.操作壓力很低.一般為0．1-1Pa數量級,受熱時間很短．一般僅為十秒至幾十秒.
3．普通蒸餾的蒸發和冷凝是可逆過程.液相和氣相之間處於動態相平衡,而在分子蒸餾過程中.從加熱面逸出的分子直接飛射到冷凝面上.理論上沒有返回到加熱面的可能性.所以分子蒸餾沒有不易分離的物質.
一套完整的分子蒸餾設備主要包括：分子蒸發器、脫氣系統、進料系統、加熱系統、冷卻真空系統和控制系統。分子蒸餾裝置的核心部分是分子蒸發器，其種類主要有3種：(1)降膜式：為早期形式，結構簡單，但由於液膜厚，效率差，當今世界各國很少採用；(2)刮膜式:形成的液膜薄，分離效率高，但較降膜式結構復雜；(3)離心式：離心力成膜，膜薄，蒸發效率高，但結構復雜，真空密封較難，設備的製造成本高。為提高分離效率，往往需要採用多級串聯使用而實現不同物質的多級分離。
1.降膜式分子蒸餾器
該裝置是採取重力使蒸發面上的物料變為液膜降下的方式。將物料加熱,蒸發物就可在相對方向的冷凝面上凝縮。降膜式裝置為早期形式，結構簡單，在蒸發面上形成的液膜較厚，效率差，現在各國很少採用。
2.刮膜式分子蒸餾裝置
我國在80年代末才開展刮膜式分子蒸餾裝置和工藝應用研究。它採取重力使蒸發面上的物料變為液膜降下的方式，但為了使蒸發面上的液膜厚度小且分布均勻,在蒸餾器中設置了一硬碳或聚四氟乙烯制的轉動刮板。該刮板不但可以使下流液層得到充分攪拌,還可以加快蒸發面液層的更新,從而強化了物料的傳熱和傳質過程。其優點是:液膜厚度小,並且沿蒸發表面流動;被蒸餾物料在操作溫度下停留時間短,熱分解的危險性較小,蒸餾過程可以連續進行,生產能力大。缺點是:液體分配裝置難以完善,很難保證所有的蒸發表面都被液膜均勻覆蓋;液體流動時常發生翻滾現象,所產生的霧沫也常濺到冷凝面上。但由於該裝置結構相對簡單,價格相對低廉,現在的實驗室及工業生產中,大部分都採用該裝置。
3.離心式分子蒸餾裝置
該裝置將物料送到高速旋轉的轉盤中央,並在旋轉面擴展形成薄膜,同時加熱蒸發,使之與對面的冷凝面凝縮,該裝置是目前較為理想的分子蒸餾裝置。但與其它兩種裝置相比,要求有高速旋轉的轉盤,又需要較高的真空密封技術。離心式分子蒸餾器與刮膜式分子蒸餾器相比具有以下優點:由於轉盤高速旋轉,可得到極薄的液膜且液膜分布更均勻,蒸發速率和分離效率更好;物料在蒸發面上的受熱時間更短,降低了熱敏物質熱分解的危險;物料的處理量更大,更適合工業上的連續生產。 （alcohol distilling equipment）
特點：第一，節能。採用高效低阻的板型，降低釜溫，適量迴流，建立合理利用各級能量的蒸餾流程；盡量採用儀表控制或微機自控系統，使設備處於最佳負荷狀態。
第二，生產強度高。提高單位塔截面的汽液通量，特別是對醪塔的設計，更應注意其汽液比的關系。使設備更加緊湊、生產強度和處理能力又能提高的方法之一，採用高效塔板代替原有舊式塔校(塔體不動)。
第三，排污性能好。在盡量減少成熟醪中纖維物含量的同時，對設備也要考慮其適應含固形物發酵液的蒸餾，最大限度減少停產清塔的次數。
第四，充分考慮塔器的放大效應．特別是對年產量在15000噸以上的塔設備，由於塔徑均大於1.5米以上，所以要對大直徑塔設備採取積極先進措施，以減輕分離效率的降低。
第五，結構簡單，造價降低。在工藝條件許可的情況下，選用塔板結構簡單而效率又高的新型塔板。
裝置原理：
本裝置適用於制葯、食品、輕工、化工等待業的稀酒精回收，也適用於甲醇等其他溶煤的蒸餾。本裝置根據用戶的要求，可將30。左右的稀酒精蒸餾至90。-95。酒精，成品酒精度數要求再高。可加大迴流比，但產量就相應減少。
採用高效的不銹鋼波紋填料。蒸餾塔體採用不銹鋼製作，從而是防止了鐵屑堵塞填料的現象，延長了裝置的使用期限。本裝置中凡接觸酒精的設備部分如冷凝器、穩壓罐、冷卻蛇管等均採用不銹鋼，以確保成品酒精不被污染。蒸餾釜採用可拆式U型加熱管，在檢修時可將U型加熱管移出釜外，便於對加熱管外壁及蒸餾釜內壁進行清洗。本裝置可間歇生產，也可連續生產。
能力參數： 型號 塔徑mm 30~40%進料的生產能力 60~80%進料的生產能力 90%酒精 95%酒精 90%酒精 95%酒精 T-200 φ200 35kg 26kg 45kg 36kg T-300 φ300 80kg 64kg 100kg 80kg T-400 φ400 150kg 120kg 180kg 140kg T-500 φ500 230kg 185kg 275kg 220kg T-600 φ600 335kg 270kg 400kg 320kg 減壓蒸餾設備（atmospheric-vacuum distillation unit）常減壓蒸餾裝置通常包括三部分：
（1）原油預處理。採用加入化學物質和高壓電場聯合作用下的電化學法除去原油中混雜的水和鹽類。
（2）常壓蒸餾。原油在加熱爐內被加熱至370℃左右，送入常壓蒸餾塔在常壓（1大氣壓）下蒸餾出沸點較低的汽油和柴油餾分，殘油是常壓重油。
（3）減壓蒸餾。常壓重油再經加熱爐被加熱至410℃左右，進入減壓蒸餾塔在約8.799千帕（60毫米汞柱）絕壓下蒸餾，餾出裂化原料的潤滑油原料，殘油為減壓渣油。參見原油蒸餾。 水氣蒸餾是用來分散以及提純液態或者固態有機化合物的一種要領，經常使用於下列幾種環境：（1）某些沸點高的有機化合物，在常壓下蒸餾雖可與副產物分散，但易被破壞；（2）混淆物中含有大量樹脂狀雜質或者不揮發性雜質，採用蒸餾、萃取等要領都難以分散；（3）從較多固體反應物中分散出被吸附的液體。
基本原理
按照道爾頓分壓定律，當與水不相混溶的物質與水並存時，全般系統的蒸氣壓應為各組分蒸氣壓之以及，即：
p= pA+ pB
其中p 代表總的蒸氣壓，pA為水的蒸氣壓，pB 為與水不相混溶物質的蒸氣壓。
當混淆物中各組分蒸氣壓總以及等於外界大氣壓時，這時候的溫度即為它們的沸點。此沸點比各組分的沸點都低。是以，在常壓下應用水氣蒸餾，就能在低於100℃的環境下將高沸點組分與水一路蒸出來。由於總的蒸氣壓與混淆物中兩者間的相對於量無關，直至其中一組分幾乎完全移去，溫度才上漲至留在瓶中液體的沸點。我們懂得，混淆物蒸氣中各個氣體分壓（pA，pB）之比等於它們的物質的量（nA，nB）之比，即：
而nA=mA/MA；nB=mB/MB。其中
mA、mB為各物質在肯定是容量中蒸氣的質量，MA、MB為物質A以及B的相對於份子質量。是以：
可見，這兩種物質在餾液中的相對於證量（就是它們在蒸氣中的相對於證量）與它們的蒸氣壓以及相對於份子質量成正比。
以苯胺為例，它的沸點為184.4℃，且以及水不相混溶。當以及水一路加熱至98.4℃時，水的蒸氣壓為95.4 kPa，苯胺的蒸氣壓為5.6 kPa，它們的總壓力靠近大氣壓力，於是液體就開始沸騰，苯胺就隨水氣一路被蒸餾出來，水以及苯胺的相對於份子質量別離為18以及93，代入上式：
即蒸出3.3 g水可以容或者帶出1 g苯胺。苯胺在溶液中的組分佔23.3%。測試中蒸出的水量往往超過計算值，由於苯胺微溶於水，測試中尚有一部分水氣不遑與苯胺充分接觸便離開蒸餾燒杯的緣故。
哄騙水氣蒸餾來分散提純物質時，要求此物質在100℃擺布時的蒸氣壓至少在1.33 kPa擺布。要是蒸氣壓在 0.13～0.67 kPa，則其在餾出液中的含量僅佔1%，甚至更低。為了要使餾出液中的含量增高，就要想辦法提高此物質的蒸氣壓，也就是說要提高溫度，使蒸氣的溫度超過100℃，即要用過熱水氣蒸餾。例如苯甲醛（沸點178℃），進行水氣蒸餾時，在97.9℃沸騰，這時候pA=93.8 kPa，pB=7.5 kPa，則：
這時候餾出液中苯甲醛佔32.1%。
假如導入133℃過熱蒸氣，苯甲醛的蒸氣壓可達29.3kPa，故而只要有72 kPa的水氣壓，就可使系統沸騰，則：
這樣餾出液中苯甲醛的含量就提高到了70.6%。
應用過熱水氣還具有使水氣冷凝少的長處，為了防止過熱蒸氣冷凝，可在蒸餾瓶下保溫，甚至加熱。
從上面的分析可以看出，施用水氣蒸餾這種分散要領是有條件限定的，被提純物質必需具備以下幾個條件：（1）不溶或者難溶於水；（2）與沸水永劫間並存而不發生化學反應；（3）在100℃擺布必需具有肯定似的蒸氣壓（一般不小於1.33 kPa）。