基本介紹
簡介,原理,分類,萃取速率,萃取劑的選擇,萃取方法和設備,
簡介
廢水萃取處理法屬於廢水物理化學處理法之一種。是利用萃取劑，通過萃取作用使廢水淨化的方法。根據一種溶劑對不同物質具有不同溶解度這一性質，可將溶於廢水中的某些污染物完全或部分分離出來。向廢水中投加不溶於水或難溶於水的溶劑（萃取劑），使溶解於廢水中的某些污染物（被萃取物）經萃取劑和廢水兩液相間界面轉入萃取劑中以淨化廢水的方法。萃取處理法一般用於處理濃度較高的含酚或含苯胺、苯、醋酸等工業廢水。
原理
一種溶劑對不同的物質，具有不同的溶解度，套用溶劑的這種性質，把溶於廢水中的某些污染物完全或部分分離出來。以處理含酚廢水為例，將溶劑（如醋酸丁酯）投入含酚廢水中，通過混合傳質過程，水中溶質（酚）即轉溶於溶劑中，直到溶質在兩液相中達到平衡為止（即溶質在兩液相中按一定比例分配，其濃度之比在一定範圍內和一定條件下保持不變）。然後藉助於比重差將溶劑與廢水分離。這樣，廢水得到一定程度的淨化，而溶質（酚）則可從溶劑中分離出來，回收使用。
分類
萃取操作按被處理物的物態可分固-液萃取、液-液萃取兩類。工業廢水的萃取處理,屬於液-液萃取。被萃取物從廢水中轉入萃取劑中是傳質過程。傳質的推動力是廢水中溶質的實際濃度與平衡濃度之差，達到平衡時，被萃取物在萃取劑和在廢水中的濃度關係可以下式表示：K=C1/C2。式中K為分配係數;C1為平衡時被萃取物在萃取劑中的濃度；C2為平衡時被萃取物在廢水中的濃度;K是一個變數,廢水-萃取劑系統的不同,K值各異。廢水中被萃取物的濃度、廢水的溫度如有變化,K值也不同。上式只在稀溶液中，在一定的溫度下溶質分子在兩液相中不離解也不締合，而兩液相又互不溶解條件下才成立。在特定的廢水-萃取劑系統中要選擇K值大的萃取劑。
萃取速率
為了增加萃取設備的效益，就要提高萃取速率。萃取速率是在單位時間內被萃取物質轉入萃取劑中的數量。在實際操作中可採用高分配係數的萃取劑以增大各相中的推動力；或者選用增加相際接觸的萃取設備以增加兩相的接觸面積；或者以增加萃取劑的用量等方法來提高萃取速率。
萃取劑的選擇
萃取劑的性質直接影響萃取效果，也影響萃取費用。在選擇萃取劑時，一般應考慮下面幾個因素：
(1)萃取劑要有良好的溶解性能。萃取劑的溶解性能包括兩個含義：一是它對萃取物溶解度要高；二是萃取劑本身在水中的溶解度要低。
(2)萃取劑與水的比重差要大。兩者的比重差越大，萃取相與萃余相就越容易分層分離。
(3)萃取劑要容易再生。要求萃取劑與萃取物的沸點差要大，兩者不形成恆沸物。
(4)價格低廉、來源要廣。
(5)萃取劑應無毒，腐蝕性小，穩定性好，不易燃、不易爆等。
萃取方法和設備
液－液萃取操作流程分為三個步驟：
①混合：使廢水和萃取劑最大限度地接觸；
②分離：使輕、重液層完全分離；
③萃取劑再生：萃取後，分離出被萃取物，回收萃取劑，重複使用。
按廢水和萃取劑的接觸情況，萃取操作分為間歇萃取和連續萃取兩類。
間歇萃取
一般採用多段逆流方式，使待萃取的廢水與將近飽和的萃取劑相遇，而新的萃取劑與經過幾段萃取後的稀廢水相遇。這種方式採用的設備多為攪拌萃取器，容器中裝有旋槳式或渦輪式攪拌器,通過攪拌,使兩液相充分混合、接觸,然後靜置一段時間,輕重液分層，分別放出。這種方法設備簡單,可節省萃取劑,但生產能力低，可用於處理間歇排出的少量廢水。
連續萃取
多採用塔式裝置，常用的有往復篩板萃取塔、轉盤萃取塔和離心萃取機等。
①往復篩板萃取塔：分三個部分，塔上下兩部分是分離室，中間是萃取段，廢水由塔上部進入，萃取劑由塔下部進入。萃取段裝有一根縱向軸，軸上裝有若干塊穿孔篩板，由塔頂電動機的偏心輪帶動上下運動，造成兩液相之間的湍流條件，使萃取劑和廢水充分混合，強化傳質過程。萃取後廢水和萃取劑由於比重差而分離，萃取劑由塔頂流出,廢水則由塔底流出。這種萃取塔用於煤氣廠、焦化廠的氨水脫酚工藝，以及用於化工廠從廢水中回收苯、酚和製藥廠回收氨基吡啶等。
②轉盤萃取塔：塔型同上述往復篩板萃取塔，也分三部分，上下兩部分是分離室，中間是萃取段。萃取段無篩板，而在塔身上每隔一定距離有一環狀隔板，中心軸上有若干塊圓盤，圓盤隨軸轉動，通過劇烈的攪拌將萃取液分散成細小顆粒。這種塔的特點是生產能力大，如萃取要求不高，而所需處理的廢水量較大，則可採用。
③離心萃取機：最簡單的離心萃取器是將離心水泵和沉澱分離設備配合起來使用，但在萃取過程中容易產生乳化現象，因此運用離心原理研製成離心萃取機。萃取機中有一個轉鼓,內有多層同心圓筒，每層都有許多孔口。萃取劑由外層的同心圓筒進入，廢水液由內層的同心圓筒進入。由於轉鼓高速旋轉產生的離心力，廢水由里向外,萃取劑由外向里流動,進行連續的對流混合和分離。在離心萃取機中產生的離心力約為重力的1000～4000倍，足以使萃取劑和水分離而實現高效的萃取。
上述三種萃取設備中，往復篩板萃取塔設備簡單，傳質效果尚好，使用較多。離心萃取機設備緊湊，占地小，效率高，但電耗大，設備加工複雜，有待改進。
被萃取物從萃取劑中分離出來後，萃取劑可重複使用。
再生方法有：
①蒸餾：利用萃取劑和被萃取物的沸點差別進行分離。
②投加化學藥劑：使被萃取物轉化成不溶於萃取劑的鹽類。
