摘要：液膜分離是一種高效、快速、節(jié)能的新型分離技術(shù)。簡(jiǎn)要介紹了乳化液膜法的基本原理，重點(diǎn)論述了乳化液膜法在水處理中的研究新進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：乳化液膜;應(yīng)用;分離技術(shù);水處理

液膜(liquid membrane)分離技術(shù)是20世紀(jì)60 年代末開發(fā)的新工藝，至今已得到迅速發(fā)展。液膜分離工藝具有分離速度快、效率高、選擇性好、設(shè)備簡(jiǎn) 單、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，因而在冶金、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng) 域普遍引起重視。利用液膜分離技術(shù)治理污水是從 上世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的，主要用于處理含酚、氰及重金屬廢水，近幾年，國(guó)內(nèi)外對(duì)此治理技術(shù)研究較為活躍[1]。黎念之(N。N。Li)[2-4]在用du Nuoy環(huán)法 測(cè)定含表面活性劑水溶液與油溶液之間的界面張力 時(shí)，觀察到了相當(dāng)穩(wěn)定的界面膜，由此開創(chuàng)了研究液體表面活性劑膜(Liquid surfactant membrane，LSM)或 乳化液膜(emulsion liquid membrane，ELM)的歷史。 乳化液膜分離技術(shù)是一種新興的節(jié)能型分離手 段，它通過(guò)兩液相間形成的界面液相膜，將兩種組成 不同但又互相混溶的溶液隔開，經(jīng)選擇性滲透，將物 質(zhì)分離提純[5]。由于乳化液膜分離技術(shù)綜合了固體 膜分離法和溶劑萃取法的特點(diǎn)，在膜結(jié)構(gòu)上有所突 破，膜厚度薄、比表面積大，因而具有選擇性高和通 量大的特性，近年來(lái)已廣泛應(yīng)用于化工、生化、醫(yī)藥、 環(huán)保、有色冶金、核技術(shù)、食品、輕工、動(dòng)力、機(jī)械等行 業(yè)[6，7]。

1　乳化液膜分離機(jī)理

1。1　膜相反應(yīng)機(jī)理

如圖1所示。待分離物質(zhì)A不溶于膜相，故選擇特定的運(yùn)輸載體C溶于膜相。物質(zhì)A在連續(xù)相- 膜相界面與膜相載體C反應(yīng)，發(fā)生可逆正向反應(yīng)生 成中間產(chǎn)物AC，AC擴(kuò)散至膜相另一側(cè)與內(nèi)包相試 劑B反應(yīng)，生成不溶于液膜的物質(zhì)AB，并使C重新 還原釋放。通過(guò)流動(dòng)載體和待分離物質(zhì)之間的選擇性 可逆反應(yīng)，極大地提高了物質(zhì)A在液膜中的有效溶解度，增大了其膜內(nèi)的濃度梯度，提高了傳質(zhì)效率。       

1。2　滴內(nèi)反應(yīng)機(jī)理

如圖2所示。待分離物質(zhì)D膜相中具有一定的溶解度，故物質(zhì)D可由連續(xù)相滲透至膜相，并在膜相中形成一定的濃度梯度。物質(zhì)在膜相內(nèi)側(cè)與內(nèi)包相試劑E發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成不溶于膜相的物質(zhì)F， 從而達(dá)到由連續(xù)相分離D物質(zhì)的目的。

2　乳化液膜分離過(guò)程的影響因素

乳化液膜是一個(gè)高分散體系，具有很大的傳質(zhì) 比表面積，待分離物質(zhì)由連續(xù)相經(jīng)膜相向內(nèi)相傳遞， 是依靠組分透過(guò)膜時(shí)的速率差別來(lái)實(shí)現(xiàn)組分的分 離，分離過(guò)程可分為制乳、分離、沉降、破乳四步。在 傳質(zhì)結(jié)束后，乳狀液通常采用高壓電場(chǎng)、溫度變化 (周期性加熱和冷卻)、離心等方法破乳使膜相可以 反復(fù)使用，內(nèi)包相經(jīng)進(jìn)一步處理后回收溶質(zhì)。在整個(gè) 分離過(guò)程中，需考慮的工藝參數(shù)和影響因素較多，如 表面活性劑的種類和濃度對(duì)液膜的穩(wěn)定性、滲透速 率、分離效果都有明顯的影響，當(dāng)表面活性劑的油膜 體積(Vo)與內(nèi)相試劑體積(Vi)之比(油內(nèi)比Roi)從 1增至2時(shí)，液膜變厚從而使液膜穩(wěn)定性增加，但滲 透速率降低;液膜乳液體積(Ve)與料液體積(Vw) 之比，即乳水比(Rew)對(duì)液膜分離過(guò)程來(lái)說(shuō)非常重 要，Rew愈大，分離效果也越好，但乳液消耗多，成本 高;連續(xù)相pH決定滲透物的存在狀態(tài)，在一定pH 下，滲透物能與液膜中的載體形成配合物而進(jìn)入液 膜相，從而產(chǎn)生良好分離效果，反之則分離效果差; 此外，攪拌強(qiáng)度和接觸時(shí)間對(duì)液膜的穩(wěn)定性和分離 效果也有影響[8-12]。

3　乳化液膜對(duì)有機(jī)廢水的處理

3。1　含酚廢水的處理

液膜法處理含酚廢水是目前研究最多的一項(xiàng)乳 化液膜法處理廢水技術(shù)之一，國(guó)內(nèi)也開發(fā)出多種適 用于治理焦化廢水、塑料廠廢水、酚醛樹脂廢水、石 化堿渣含酚廢水等的液膜體系[13-15]。利用乳化液 膜法處理含酚廢水，酚可控制在10-6mg/L以下， 而傳統(tǒng)的溶劑萃取、共縮聚和吸附脫酚方法，酚的含 量仍在10-1~10-2mg/L。

早在80年代中期，上海環(huán)科所張媯等[16]采用 乳化液膜法對(duì)上海新華香料廠(含酚量為500~ 2 000 mg/L)進(jìn)行處理，取得了良好的效果。接著鄧 北輝等[17]，萬(wàn)印華等[18]相繼開展了對(duì)高濃度含酚 廢水處理的研究，采用乳化液膜法對(duì)含酚量小于 50 000 mg/L的含酚廢水處理，除酚率可以達(dá)到 97%~98%，出水量可降低到0。5 mg/L以下，達(dá)到了國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。張秀娟等[19]用LMS-2-煤油- NaOH的膜體系對(duì)含酚10 000~47 000 mg/L的工 業(yè)廢水進(jìn)行經(jīng)2~3級(jí)處理后，出水中酚濃度降至 0。5 mg/L以下，內(nèi)相富集酚達(dá)270 g/L以上，破乳 后可從內(nèi)相回收酚鈉鹽。秦非等[20]采用表面活性劑 蘭113B制成的乳化液膜處理某塑料化工廠含酚量 為810~50 400 mg/L的廢水，經(jīng)二級(jí)處理后酚去除 率達(dá)99。6%以上。沈陽(yáng)化工研究院針對(duì)含氰、酚廢 水，通過(guò)小試和中試試驗(yàn)，取得了較佳的工藝參數(shù)， 為今后的工業(yè)應(yīng)用提供了設(shè)計(jì)依據(jù)，并陸續(xù)在江蘇 吳江紅旗化工廠、大連瑞澤農(nóng)藥股份有限公司以及 江蘇新沂利民工廠等建立了工業(yè)應(yīng)用裝置[21];最 近，卜秉康等[22]又應(yīng)用此類型裝置進(jìn)一步研究了乳 化液膜法除酚的效果。由試驗(yàn)看出，采用5份質(zhì)量分 數(shù)為18%的NaOH水溶液，24份煤油，占總重2%的 Span80配制乳液。按V(乳液)∶V(廢水)(含苯酚200 g/L)為1∶150的比例進(jìn)行液膜萃取，最終出水含酚可 達(dá)0。3 mg/L以下，酚去除率達(dá)99。5%以上，能滿足 排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此，用液膜萃取法處理含酚工業(yè) 廢水是可行的，但破乳方法需進(jìn)一步探索研究。

3。2　苯胺廢水的處理

苯胺由于沸點(diǎn)高及在廢水中的濃度較低，用傳 統(tǒng)的蒸餾法處理能耗高，Devulapalli等[23]利用煤 油-Span80-鹽酸乳化液膜體系處理5 000 mg/L 的苯胺廢水，去除率達(dá)到99。5%;靜置分離后的乳 液加入異丙醇可回收99。8%的膜相溶液循環(huán)使用。

楊繼生等[24]研究了用煤油-磷酸三丁酯-Span80- 脂肪酸酯-HCl溶液制成的乳化液膜體系從水溶液 中提取苯胺的過(guò)程，該法既適用于高濃度又適用于 低濃度的苯胺廢水的處理，濃縮后的苯胺濃度達(dá) 20 000~30 000 mg/L。另外沈力人等[25]以L- 113B-煤油-HCl液膜體系處理江陰農(nóng)藥廠排放的 含對(duì)硝基苯胺的堿性廢水，采用三級(jí)錯(cuò)流;液膜萃 取，進(jìn)水含對(duì)硝基苯胺250 mg/L，經(jīng)處理后下降到 0。71 mg/L。最近，石中亮等[26]也采用煤油-磷酸 三丁酯-Span80-HCl乳化液膜體系處理苯胺廢 水，得出苯胺廢水較適宜的操作條件為:表面活性劑 (Span-80)體積分?jǐn)?shù)3%，外相初始pH在7。0~ 9·0之間，Roi為1∶1，Rew為1∶10，處理攪拌速度為 200 r/min，處理時(shí)間取20 min。在此條件下，苯胺去 除率可達(dá)96%以上。

3。3　含氰廢水處理

氰化物是一種劇毒物質(zhì)。黃金生產(chǎn)、電鍍工業(yè)及 化肥工業(yè)都會(huì)產(chǎn)生含氰廢水[27]。常規(guī)的含氰廢水處 理法存在某些不足，如:堿性氯化法不能回收氰化 物;空氣吹脫法和電解法能耗大;酸化吸收法設(shè)備投 資高，腐蝕性強(qiáng)，處理后的廢液難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)， 國(guó)內(nèi)在液膜法處理含氰廢水方面已進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn) 階段。

金美芳等[28]在山東萊州倉(cāng)上金礦建立了規(guī)模 為10~20 m3/d的乳化液膜分離除氰裝置。廢水經(jīng) 二級(jí)處理后，除氰率達(dá)99%以上，排水中CN-濃度 低于0。5 mg/L，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。去年，孫亞明等[29] 又在邳州市化工廠用乳化液膜法進(jìn)行含酚廢水的去 除研究，含酚、氰廢水經(jīng)液膜處理后，酚、氰等物質(zhì)的 去除率可大于99。5%，有用物質(zhì)的回收率大于 90%，該方法運(yùn)行費(fèi)用低、占地面積小、操作簡(jiǎn)單、易 于管理，而且為解決高濃度廢水的治理和回收有用 材料開辟了一條行之有效的途徑。

3。4　含磷酸根廢水處理

磷酸鹽是一種水溶性無(wú)機(jī)化合物，廢水中高濃 度的磷酸根含量將導(dǎo)致菌藻的大量繁殖，從而造成 工廠水處理設(shè)備的局部或全部堵塞。

王玉鑫[30]以伯胺N1923作流動(dòng)載體，上胺N206 作表面活性劑，煤油為膜溶劑，CaCl2和NH3·H2O 作內(nèi)相試劑組成乳化液膜，可將含量為150 mg/L 含磷酸根廢水降至5 mg/L以下。本方法存在因破 乳過(guò)程中內(nèi)相是Ca(PO4)2沉淀，容易吸附在有機(jī) 相中，造成破乳和分離困難。用乳化液膜技術(shù)處理含 磷酸根廢水的工藝還不太過(guò)關(guān)，有待進(jìn)一步研究。

3。5　造紙黑液廢水的處理

目前我國(guó)的造紙工業(yè)普遍采用堿法制漿、蒸煮 制漿。而在制漿的過(guò)程中產(chǎn)生的高濃度有機(jī)物、無(wú)機(jī) 物的黑液，COD高達(dá)30 g/L。黑液不經(jīng)過(guò)處理直接 排放會(huì)給環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

潘碌亭等[31-33]首次將乳化液膜法應(yīng)用于處理 造紙黑液，采用無(wú)流動(dòng)載體組成的乳化液膜體系，并 采用低壓破乳的處理工藝取得了很好的效果，消除 黑液污染的同時(shí)還回收了木質(zhì)素，為中型造紙廠的 黑液治理提供了新途徑。

3。6　含醋酸廢水的處理

近年來(lái)，乳化液膜分離技術(shù)在處理含醋酸廢水 的應(yīng)用日益增多。洗染工業(yè)產(chǎn)生大量的含醋酸廢水， 采用乳化液膜法即可將廢水中有害物質(zhì)濃集于被乳 化狀液膜包裹的內(nèi)相中，在消除污染的同時(shí)又可得 到有用的醋酸鈉，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上更具有優(yōu)越 性[34]。

倪邦慶等[35]用膜相由煤油、載體磷酸三丁酯及 表面活性劑雙丁二酰亞胺組成，內(nèi)包相為NaOH溶 液的乳化液膜體系連續(xù)處理較高質(zhì)量濃度(5 g/L) 含醋酸廢水去除率達(dá)65%以上。在討論了連續(xù)操作 過(guò)程中傳質(zhì)的主要影響因素后，選擇了一組較為理 想的條件:cI=4。0 mol/L，Roi=2，Rew=1/7，qe= 1。0 L/h，n=800 r/min。在此最佳條件下，由于本體 系的醋酸濃度較高，塔的有效高度欠高，去除率并不 算高。但權(quán)衡各因素，此條件仍屬比較理想。

3。7　有機(jī)磺酸型廢水的處理

在染料中間體J酸(2-氨基-5-萘酚-7-磺 酸)的生產(chǎn)過(guò)程中，排出大量強(qiáng)酸性廢水(含有大量 硫酸、硫酸鹽及有機(jī)物，pH<1)，其中硫酸質(zhì)量濃度 約550 g/L，廢水呈褐色，直接排放會(huì)造成嚴(yán)重的污 染。J酸廢液因酸性極強(qiáng)，采用中和法、生化法以及 蒸餾法處理均不能取得滿意的效果。潘碌亭、朱亦仁 等[36，37]利用以LMS-2為表面活性劑，三辛胺為載 體，煤油為溶劑，NaOH溶液為膜內(nèi)包相所組成的乳 化液膜體系，處理含J酸的工業(yè)廢水，并進(jìn)一步回收 氨基J酸，得到較為滿意的效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明乳化 液膜法處理氨基J酸工業(yè)廢水具有簡(jiǎn)單、高效、快速 的優(yōu)點(diǎn)。

另外，4-硝基甲苯-2-磺酸(4-Nitro- Toluene-2-Sulfonic Acid，簡(jiǎn)稱NTS)，是合成熒光 增白劑的中間體之一。NTS極易溶于水，且具有穩(wěn) 定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，屬生化難降解物質(zhì)。采用混凝、沉降、 過(guò)濾、生化以及一般化學(xué)氧化等處理方法對(duì)這種高 濃度NTS工業(yè)廢水都很難奏效。魯軍等[38]用 Span80為表面活性劑，三辛胺為載體，NaOH作內(nèi) 包相試劑的乳化液膜體系處理高濃度NTS工業(yè)廢 水。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明乳化液膜法適用于處理高濃度 NTS工業(yè)廢水，其中NTS和COD的最高去除率分 別達(dá)99。4%和96。2%。由此可見乳化液膜法能夠很 好的處理有機(jī)磺酸型工業(yè)廢水[39，40]。

綜上所述，用乳化液膜技術(shù)處理有機(jī)廢水是可 行的，但如何簡(jiǎn)化工序，降低成本需進(jìn)一步的探索 研究。

4　乳化液膜對(duì)廢水中無(wú)機(jī)物的去除

4。1　含重金屬離子廢水的處理

乳化液膜法處理含金屬離子廢水，既凈化水質(zhì) 又富集回收金屬離子，具有雙重的功效。目前對(duì)廢水 中金屬離子的應(yīng)用普遍停留在實(shí)驗(yàn)室及中試階段， 要集中在工業(yè)廢水中常見的鋅、銅、鉻、鎘、鉛、汞等 方面。

4。1。1　含鉻廢水的處理

含鉻(Ⅵ)處理工藝相對(duì)成熟，在含鉻廢水處理 方面的研究以及應(yīng)用領(lǐng)域有不少報(bào)道。印度加爾哥 達(dá)科技大學(xué)Chakaravarti等[41]研究的采用乳化液 膜處理含鉻(Ⅵ)廢水，在最佳條件下，鉻離子濃度可 降至0。05 mg/L以下。楊繼生等[42]用三正辛胺 (TOA)和三異辛胺為流動(dòng)載體、Span80為表面活性 劑，采用乳化液膜法進(jìn)行處理。張瑞華等[43]采用 TBP(磷酸三丁脂)- Span80-煤油組成的乳化液 膜體系對(duì)南昌五金廠的含鉻廢水進(jìn)行液膜處理。姚 淑華等[44]采用Span80-環(huán)己烷-氫氧化鈉溶液的 乳化液膜體系，經(jīng)處理后的去除率可達(dá)98%，廢水 排放可達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)。李思芽等[45]利用乳化液膜處理 高濃度六價(jià)鉻廢水(1 500 mg/L)，經(jīng)處理后六價(jià)鉻 含量低于0。5 mg/L，破乳后回收液中Cr6+的濃度 可達(dá)20 g/L。王靖芳等[46]和陳立豐等[47]用乳化液 膜法對(duì)廢水中鉻(VI)的遷移分離及傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)進(jìn) 行研究，取得了較為滿意的結(jié)果。

4。1。2　含鋅廢水的處理

工業(yè)含鋅廢水酸度較高，而能在高酸度條件下 萃取鋅的萃取劑反萃較困難，因而傳統(tǒng)的溶劑萃取 法無(wú)法達(dá)到回收處理的目的。乳化液膜分離技術(shù)中 萃取和反萃一次完成、內(nèi)相傳質(zhì)比表面大、傳質(zhì)速率 快、反萃容易，在處理工業(yè)含鋅廢水中具有獨(dú)特的優(yōu) 越性。

Marr和陳靖等[48]對(duì)此分離技術(shù)的研究已由小 試、中試到了工業(yè)化應(yīng)用。研究表明，用乳化液膜法 處理含鋅廢水，處理回收1 kg鋅的費(fèi)用要小于1 kg 鋅的價(jià)格。何鼎勝[49]采用P204-表面活性劑-煤 油-硫酸組成的乳化液膜體系對(duì)某催化劑廠廢水進(jìn) 行處理，經(jīng)一次處理可達(dá)標(biāo)排放。王士柱等[50]在當(dāng) 前破乳技術(shù)的基礎(chǔ)上，用稀型乳狀液膜法治理粘膠 纖維工業(yè)酸性含鋅廢水。選擇稀型乳狀液的油內(nèi)比 Roi大于3，表面活性劑T154的體積分?jǐn)?shù)降至0。6% 的條件，在工業(yè)上實(shí)現(xiàn)了含鋅廢水的處理。實(shí)驗(yàn)研究 證明，稀型乳狀液分離技術(shù)用于治理粘膠纖維工業(yè) 酸性含鋅廢水，是目前較好的治理方法，既克服了鋅 污染，又不帶來(lái)二次污染。當(dāng)廢水中鋅的質(zhì)量濃度為0。5 g/L，廢水處理量達(dá)100 t/d時(shí)，治理過(guò)程中消耗 的試劑、水、電、勞務(wù)等費(fèi)用可與回收的ZnSO4價(jià)值 相抵消;如果，廢水量大于100 t/d時(shí)，就有明顯經(jīng) 濟(jì)效益。整個(gè)治理過(guò)程，既有環(huán)境效益，又有經(jīng)濟(jì)效 益，還回收了鋅資源。稀型乳狀液分離方法是個(gè)先進(jìn) 而經(jīng)濟(jì)的技術(shù)。該技術(shù)在治理酸性含鋅廢水中的應(yīng) 用，為高酸度金屬廢水的治理填補(bǔ)了空白。目前，治 理50 t/d酸性含鋅廢水的工業(yè)過(guò)程，主工藝制乳設(shè) 備的功率僅0。6 kW，遷移柱功率僅0。2 kW，破乳功 率僅0。4 kW，經(jīng)濟(jì)省電。這過(guò)程既無(wú)二次污染，又能 回收鋅資源，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

近期湯兵等[51]又以TIBPS為載體、煤油為膜 溶劑對(duì)某濕法冶鋅廠經(jīng)前期處理過(guò)的廢水進(jìn)行了處 理。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為兼顧達(dá)標(biāo)排放和回收資源，液 膜過(guò)程的適宜條件為:膜相為L(zhǎng)MS-2 2。0%+ DIPSA 2。0%+TIBPS(與DIPSA等摩爾)+正辛醇 3。0%+工業(yè)煤油;外水相pH值為鋅4。0，鎘3。0; 解析劑濃度為鋅0。6 mol/L，鎘0。44 mol/L;乳水比 為0。1;遷移時(shí)間為鎘6 min，鋅8 min。經(jīng)過(guò)兩段液 膜處理過(guò)程，內(nèi)水相鋅、鎘的最高濃度可達(dá)2 960 mg/L，2 377 mg/L，富集倍數(shù)分別為29。6，29。7倍。 研究還證明了單一離子與混合離子的遷移情況 差別較大，實(shí)際處理過(guò)程對(duì)這兩種情況應(yīng)區(qū)別對(duì)待。

4。1。3　含銅廢水的處理

劉瑜等[52]對(duì)某開關(guān)廠酸洗廢水采用乳化液膜 法進(jìn)行處理，經(jīng)二級(jí)提取，其銅含量由3 250 mg/L 降至1。1 mg/L，提取率高達(dá)99。97%。張瑞華等[43] 采用Span80-P201-煤油-H2SO4組成的乳化液膜 體系對(duì)低濃度含銅廢水進(jìn)行處理，一次分離可使銅 分離效率高達(dá)95%以上。王向德等[53]研究了以3，5 -二異丙基水楊酸(DIPSA)為載體，以三異丁基硫 化磷(TIBPS)為協(xié)萃劑，煤油為膜溶劑，H2SO4為內(nèi) 水相的乳化液膜在濕法冶鋅浸出液中除去銅雜質(zhì)， 取得了較好的結(jié)果。潘涌璋[54]應(yīng)用乳化液膜法從含 銅濃度為3。45 g/L的電路板刻蝕廢液中回收銅離 子，處理后銅離子回收率高達(dá)99%以上。

不久前，王文才等[55]也利用M6401-L113A- 煤油-H2SO4乳化液膜體系能有效地提取銅礦山含 銅廢水中的Cu2+，處理后的銅礦山含Cu2+廢水完 全符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。以上研究都表明乳化液膜技 術(shù)可以在含銅廢水處理工業(yè)中應(yīng)用并可以獲得很好 的效果。

4。1。4　其他金屬離子的去除

前幾年，Kulkarni等[56]利用以Aliquat-336為 載體的monesan-十二烷-氫氧化鈉乳化液膜體系 對(duì)含鉬廢水分離富集進(jìn)行了研究發(fā)現(xiàn)，液膜溶脹隨 表面活性劑和內(nèi)相試劑濃度增加而增加，并確定了 處理的最優(yōu)條件。梁舒萍等[57]研究了乳化液膜法處 理含鉛工業(yè)廢水，探討了廢水中Pb2+在以P507-煤 油-LMS-2-檸檬酸組成的乳化液膜體系中的傳 輸過(guò)程。何鼎勝[58]對(duì)含鎘廢水進(jìn)行了處理研究，考 察了Cd2+在三正辛胺(TNOA)-煤油支撐液膜體 系中的遷移規(guī)律，測(cè)定了一定條件下Cd2+遷移的滲 透系數(shù)，并對(duì)某些影響因素進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表 明，該體系對(duì)Cd2+有快速、顯著的富集作用。

近年來(lái)，Kulkarni等[59]又繼續(xù)研究并采用乳化 液膜法分離回收廢水中的鈾、鉬和鎳，既回收了稀有 貴重金屬又保護(hù)了環(huán)境，Sznejer等[60]用乳化液膜 法處理含重金屬錫的廢水，取得了較好的結(jié)果。曾平 等[61]用N205-N1923-煤油液膜體系，CaCl2溶液作 內(nèi)相，對(duì)高氟廢水的處理進(jìn)行了研究。利用正交實(shí)驗(yàn) 確定了影響最大的因素，并研究了各種因素對(duì)處理 的影響。經(jīng)30 min處理，外相F-濃度可由0。500 g/ L降至0。010 g/L以下，可達(dá)到工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn) 證明利用乳化液膜技術(shù)來(lái)處理含氟廢水是可行的， 為進(jìn)一步擴(kuò)大試驗(yàn)提供了一定的依據(jù)。

4。2　氨氮污染廢水的處理

氨氮是水相環(huán)境中氨的主要存在形態(tài)。當(dāng)含氨 廢水排入江河湖泊時(shí)，尤其是水資源匱乏的小河和 魚塘?xí)r，可引起水體虧氧，滋生有害水生物，造成水 體嚴(yán)重污染，導(dǎo)致魚類中毒死亡。目前，氨氮廢水處 理方法有蒸餾回收法、生物降解法、離子交換法、電 滲析法等，但是至今國(guó)內(nèi)未能很好的推廣應(yīng)用于對(duì) 低濃度氨氮廢水的處理工藝，而乳化液膜法處理低 濃度氨氮廢水具有良好的效果。李可彬[62]用HC-2 作表面活性劑、石蠟作膜增強(qiáng)劑、內(nèi)水解析相用稀硫 酸，當(dāng)廢水中氨氮含量為1 100 mg/L時(shí)，在適宜的 操作條件下，經(jīng)一級(jí)處理，氨氮去除率可達(dá)97%以 上，內(nèi)相富集NH4+濃度可達(dá)2 500 mg/L，適用于回 收硫酸銨作農(nóng)肥。張仲燕等[63]用6%Span-80+ 11%液體石蠟+煤油的乳化液膜組分，內(nèi)水相使用 20%硫酸，外相廢水pH為9~9。5，乳水比為1∶15， 油內(nèi)比為10∶3，此法對(duì)水中氨氮去除率為97%~ 98%。由此可見，乳化液膜法處理氨氮廢水是一種很 理想的方法。

在去年，王京[64]通過(guò)乳化液膜法對(duì)處理氨氮廢 水的研究，歸納出廢水氨氮的最佳凈化條件:溫度保 持在常溫下即可;pH值以10~12為宜;乳水比在 1∶10~1∶12;內(nèi)水相H2SO4的濃度為5%~15%;液 膜與廢水的混合攪拌時(shí)間15~20 min。進(jìn)一步證明 乳化液膜法處理氨氮廢水是非常優(yōu)秀和理想的。

5　展望

乳化液膜分離技術(shù)從發(fā)明至今，雖然只有30多 年的時(shí)間，但由于該技術(shù)具有高效、節(jié)能和快速分離 等特點(diǎn)，因而在環(huán)保水、氣凈化處理領(lǐng)域，醫(yī)藥，化工 和生物工程等方面的應(yīng)用研究尤其廣泛。在短短的 幾十年中，不僅在基礎(chǔ)理論方面已取得可喜的成就， 而且在工業(yè)上已有一定規(guī)模的應(yīng)用。然而，在乳化液 膜分離過(guò)程中，需要使用高活性的表面活性劑、制乳 和破乳工序復(fù)雜，穩(wěn)定性及高度的選擇性等問題一 直是阻礙該技術(shù)在工業(yè)中應(yīng)用的主要原因。長(zhǎng)期以 來(lái)，ELM的穩(wěn)定性問題也一直是研究者們所關(guān)注的 關(guān)鍵問題之一，導(dǎo)致ELM不穩(wěn)定的因素如下:1)膜 液在料液相與接收相中的溶解損失(對(duì)液體分 離)[65，66]與膜液的揮發(fā)損失(對(duì)氣體分離)[67];2) 具有表面活性的載體分子提高了油-水兩相的互溶 性[65];3)膜兩側(cè)壓力差超過(guò)膜孔吸附膜液的毛細(xì) 管力[68]。

至此，在以后的工作中，一方面從載體和溶劑方 面考慮，合成出更具有選擇性的載體，如將功能性離 子液體和新型表面活性劑用于乳化液膜中，避免使 用揮發(fā)性溶劑，這樣既提高了選擇性，也降低了成 本;另一方面，研發(fā)新的乳化液膜構(gòu)型，如:微乳化液 膜[69-71]、內(nèi)耦合萃反交替乳化液膜[72-74]、支撐乳 化液膜[75-79]。我們實(shí)驗(yàn)室正在進(jìn)行這些方面的深 入研究，如:分散支撐乳化液膜、夾板式支撐乳化液 膜等，有望在幾年內(nèi)取得突破性的進(jìn)展。

國(guó)際著名的SRI International公司似已看到了 液膜工業(yè)化的曙光，于1998年10月宣布，與Spec- trum Lab公司、EPRI公司和Edison Technol。Solu- tions公司聯(lián)合成立一個(gè)新公司———Facilichem公 司，專門開發(fā)商用FaciliMax系列穩(wěn)定化液膜技術(shù)， 首先將用于制藥、農(nóng)業(yè)、食品工業(yè)等方面。中國(guó)的液 膜研究在20世紀(jì)80年代曾經(jīng)十分活躍[80，81]，進(jìn)入 90年代中期以后似乎有所降溫，與國(guó)際上的差距也 在拉大[82]，并且在原來(lái)的工業(yè)應(yīng)用基礎(chǔ)上很少有重 大的創(chuàng)新和突破。

基于以上分析，可以預(yù)見隨著液膜分離技術(shù)的 進(jìn)一步完善，乳化液膜分離技術(shù)將會(huì)得到大規(guī)模的 應(yīng)用，特別是在特定離子和有毒有害的有機(jī)物的分 離和去除方面。乳化液膜法水處理技術(shù)的提高指日 可待。我們真心的希望能夠看到國(guó)內(nèi)研究者們重振 旗鼓，急起直追，開發(fā)穩(wěn)定化乳化液膜，并在推進(jìn)乳 化液膜實(shí)用化方面繼續(xù)進(jìn)行廣泛深入的研究。作者: 裴亮，姚秉華，付興隆，杜忠 來(lái)源：谷騰水網(wǎng)