揮發(fā)性有機(jī)物,半揮發(fā)物和幾乎不揮發(fā)

1、含有機(jī)物廢水處理：.何謂揮發(fā)性有機(jī)物，半揮發(fā)物和幾乎不揮發(fā)既然所處理的水稱(chēng)之為廢水，則其中有機(jī)物濃度不很高，比如重量百分比小于10%,小于5%,小于2%,或小于1%。所以這些廢水可稱(chēng)之為有機(jī)物稀水溶液。則有機(jī)物廢水處理也可視為有機(jī)物稀水溶液分離。1.揮發(fā)性有機(jī)物鑒于很多分離技術(shù)主要利用有機(jī)物的揮發(fā)性來(lái)分離，我們可以用有機(jī)物稀水溶液中有機(jī)物對(duì)水的相對(duì)揮發(fā)度來(lái)衡量.狹義地講，在有機(jī)物濃度從0到2%的全范圍內(nèi)有機(jī)物/水的相對(duì)揮發(fā)度大于2的有機(jī)物,我們稱(chēng)之為揮發(fā)性有機(jī)物。為什么要強(qiáng)調(diào)從0到2%勺范圍內(nèi)，因?yàn)榍∏∮行┯袡C(jī)物在這個(gè)濃度范圍內(nèi)與水形成共沸物（相對(duì)揮發(fā)度隨濃度升高而變得小于1）。強(qiáng)調(diào)有機(jī)物/水

2、的相對(duì)揮發(fā)度大于2是因?yàn)橄鄬?duì)揮發(fā)度越打越容易用精儲(chǔ)/吹脫原理分開(kāi)。雖然有些化合物的純物質(zhì)飽和蒸汽壓遠(yuǎn)小于同樣溫度下水的蒸汽壓，但是在低濃度下，亨利定律起作用。或者講，這些有機(jī)物特別是非極性有機(jī)物在稀水溶液中的活度系數(shù)很大，大到幾十，幾百，幾千，甚至幾萬(wàn)。這樣，有機(jī)物/水的相對(duì)揮發(fā)度揮發(fā)度大于1。按這個(gè)狹義定義，屬于揮發(fā)性有機(jī)物的有1 .幾乎所有9個(gè)碳以下的炫;2 .幾乎所有8個(gè)碳以下5個(gè)鹵素原子以下的鹵代炫（脂肪族和芳香族）；3 .幾乎所有6個(gè)碳以下的（一元）醇；4 .幾乎所有8個(gè)碳以下的（一元）醍；5 .除甲醛外的所有7個(gè)碳以下的（一元）醛和酮；6 .幾乎所有8個(gè)碳以下的（竣酸的）酯；7 .

3、幾乎所有6個(gè)碳以下的睛類(lèi)（RCN）,如乙睛，丙睛，丙烯睛等；8 .幾乎所有8個(gè)碳以下的（一元）脂肪族胺類(lèi)（包括含氮環(huán)類(lèi)化合物）；9 .6個(gè)碳以下的脂肪族單硝基取代物；10 .芳香族單硝基取代物；11 .芳香族單鹵單硝基取代物，例如1-氯-2-硝基苯，1-氯-3-硝基苯，1-氯-4-硝基苯；12 .芳香族二鹵單硝基取代物；例如1,4-二氯-4-硝基苯，1,2-二氯-2-硝基苯；13 .二甲基酚類(lèi)，乙基酚；14 .某些鹵代酚，如2-氯酚，2,4-二氯酚，2,4,6-三氯酚；15 .2-硝基酚，1-氯-2-硝基酚；16 .N-甲基苯胺，N-乙基苯胺；17 .其它：吠喃，四氫吠喃，糠醛，甲基糠醛，乙二

4、醇二醍類(lèi)，二嗯烷，三嗯烷等；18 .揮發(fā)性無(wú)機(jī)物，如氨，水合月井，甲基水合月井等。含揮發(fā)性有機(jī)物廢水處理的常規(guī)和新興技術(shù)有：蒸儲(chǔ)，真空蒸儲(chǔ)，汽提，氣提（吹脫），吸附，滲透汽化（滲透蒸發(fā)），間隙膜蒸儲(chǔ)（叫單級(jí)膜蒸發(fā)/冷凝才對(duì)），真空膜蒸儲(chǔ)（叫單級(jí)抽真空膜蒸發(fā)才對(duì)）等。這些技術(shù)可用于從以上揮發(fā)性有機(jī)物稀水溶液中移走/富集/回收/純化揮發(fā)性有機(jī)物。但除了對(duì)很少數(shù)低沸點(diǎn)小分子化合物如氨，甲胺,二甲胺，三甲胺，乙胺，二乙胺，甲醇，二氯甲烷，氯仿，甲酸甲酯，甲酸乙酯乙酸甲酯，乙酸乙酯等外，上述技術(shù)只能得到有機(jī)物-水的均相或非均相共沸物.還需要其他技術(shù)比如吸附，分相等進(jìn)行分離得純有機(jī)物產(chǎn)品。2.半揮發(fā)性有機(jī)

5、物有些有機(jī)物的稀水溶液中，有機(jī)物/水的相對(duì)揮發(fā)度揮發(fā)度小于1,但是大于0.1.而另一些有機(jī)物/水的相對(duì)揮發(fā)度在極稀情況下大于1,甚至大于2,但相對(duì)揮發(fā)度隨濃度升高而很快變得小于1,并與水形成沸點(diǎn)極接近水的沸點(diǎn)而有機(jī)物濃度又極稀的共沸物。比如，常壓下，苯酚與水形成共沸物的溫度為99.5度，重量百分比濃度為0.32%,三丁胺與水形成共沸物的溫度為99.7度，重量百分比濃度為1.0%。另外有些化合物在整個(gè)濃度范圍內(nèi)于相對(duì)揮發(fā)度非常接近1,如乙二胺。這些有機(jī)物包括：1 .所有的一元竣酸，比如甲酸，乙酸，丙酸，丁酸，丙烯酸；2 .鹵代一元竣酸，如氯乙酸3 .苯酚，甲基酚類(lèi)；4 .3-氯酚，4-氯酚；5

6、.3-硝基酚，4-硝基酚；6 .苯胺，甲苯胺類(lèi)，氯苯胺類(lèi)；7 .二胺類(lèi)，如乙二胺，丙二胺；8.乙二醇單醍類(lèi)，如乙氧基乙醇，丁氧基乙醇;9 .幾乎所有9個(gè)碳以上的炫;10 .幾乎所有9個(gè)碳以上或5個(gè)鹵素原子以上的鹵代煌;11 .幾乎所有6個(gè)碳以上的（一元）醇；12 .幾乎所有8個(gè)碳以上的（一元）醍；13 .幾乎所有8個(gè)碳以上的（一元）醛和酮；14 .幾乎所有8個(gè)碳以上的酯；15 .幾乎所有6個(gè)碳以上的富類(lèi)（RCN）;16 .幾乎所有8個(gè)碳以上的（一元）脂肪族胺類(lèi)（包括含氮環(huán)類(lèi)化合物）;17 .甲醛，二醛類(lèi)。蒸儲(chǔ)，真空蒸儲(chǔ)，汽提，氣提等技術(shù)不能有效地從以上揮發(fā)性有機(jī)物稀水溶液中脫除這些有機(jī)物。有效

7、的分離/回收方法包括萃取，吸附,離子交換，滲透汽化和其他一些膜方法，下一個(gè)主題帖將介紹三.幾乎不揮發(fā)的極性有機(jī)物幾乎不揮發(fā)有機(jī)物是指有機(jī)物/水的相對(duì)揮發(fā)度揮發(fā)度小于0.1。這里只講一些幾乎不揮發(fā)的極性有機(jī)物，包括：1 .元竣酸；2 .鹵代一元竣酸，如二氯乙酸，三氯乙酸；3 .羥基竣酸類(lèi)；4 .二酚類(lèi)；5.二硝基苯類(lèi)，二硝基甲苯類(lèi)；5 .二硝基苯酚類(lèi)；6 .硝基苯胺類(lèi)；7 .氯代硝基苯胺類(lèi)；7 .二元醇類(lèi)，如乙二醇，丙二醇，丁二醇；8 .聚乙二醇單醍類(lèi)；9 .酰胺類(lèi)，如甲基甲酰胺，二甲基甲酰胺(DMF),環(huán)己酰胺等；10 .醇胺類(lèi)，如乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺等；11 .多胺類(lèi)，如NH2CH2C

8、H2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2蒸儲(chǔ)，真空蒸儲(chǔ)，汽提，氣提等技術(shù)只能從以上幾乎不揮發(fā)性有機(jī)物稀水溶液中移走水分，不能脫除這些有機(jī)物。有效的分離/回收方法包括萃取，吸附，離子交換和其它一些膜方法，另一個(gè)主題帖將介紹。四.不揮發(fā)有機(jī)物不揮發(fā)有機(jī)物指那些飽和蒸汽壓接近于零的有機(jī)化合物。極性的不揮發(fā)有機(jī)物例子有尿素，聚二月尿，氨基酸類(lèi)，氨基甲酸甲酯，氨基甲酸乙酯，甘油，木糖，葡萄糖，蔗糖，麥芽糖，寡聚糖等。當(dāng)廢水中含有兩種或兩種以上的有機(jī)物質(zhì)時(shí),各有機(jī)物之間又相互作用，從而影響他們?cè)谒械南鄬?duì)揮發(fā)度，如何分離視具體情況而定。再者，水中含有的酸堿鹽糖，甚至甘油，對(duì)非極性，弱極性的有機(jī)物有鹽析效

9、應(yīng)，這實(shí)際上提高了有機(jī)物的相對(duì)揮發(fā)度。含揮發(fā)性有機(jī)物廢水處理的常規(guī)和新興技術(shù)有：蒸儲(chǔ)，真空蒸儲(chǔ)，汽提，氣提（吹脫），吸附，滲透汽化（滲透蒸發(fā)），間隙膜蒸儲(chǔ)（叫單級(jí)膜蒸發(fā)-冷凝才對(duì)），真空膜蒸儲(chǔ)（叫單級(jí)抽真空膜蒸發(fā)才對(duì)），膜精儲(chǔ)等。按這個(gè)狹義定義，屬于揮發(fā)性有機(jī)物的有：1 .幾乎所有9個(gè)碳以下的炫;2 .幾乎所有8個(gè)碳以下5個(gè)鹵素原子以下的鹵代煌;3 .幾乎所有6個(gè)碳以下的（一元）醇；4 .幾乎所有8個(gè)碳以下的（一元）醍；5 .除甲醛外的所有7個(gè)碳以下的（一元）醛和酮；6 .幾乎所有8個(gè)碳以下的（竣酸的）酯；7 .幾乎所有6個(gè)碳以下的睛類(lèi)（RCN）,如乙睛，丙睛，丙烯睛等；8 .幾乎所有8個(gè)碳以

10、下的（一元）脂肪族胺類(lèi)（包括含氮環(huán)類(lèi)化合物）；9 .6個(gè)碳以下的脂肪族單硝基取代物；10 .芳香族單硝基取代物；11 .芳香族單鹵單硝基取代物，例如1-氯-2-硝基苯，1-氯-3-硝基苯，1-氯-4-硝基苯；12 .芳香族二鹵單硝基取代物；例如1,4-二氯-4-硝基苯，1,2-二氯-2-硝基苯；13 .二甲基酚類(lèi)，乙基酚；14 .某些鹵代酚，如2-氯酚，2,4-二氯酚,2,4,6-三氯酚；15 .2-硝基酚，1-氯-2-硝基酚；16 .N-甲基苯胺，N-乙基苯胺；17 .其它：吠喃，四氫吠喃，糠醛，甲基糠醛，乙二醇二醍類(lèi)，二嗯烷,三嗯烷等；18 .揮發(fā)性無(wú)機(jī)物，如氨，水合月井，甲基水合月井等。

11、含揮發(fā)性有機(jī)物廢水處理的常規(guī)技術(shù)有：蒸儲(chǔ)，真空蒸儲(chǔ)，汽提，氣提（吹脫）和吸附。蒸儲(chǔ)，真空蒸儲(chǔ)，汽提技術(shù)可從揮發(fā)性有機(jī)物稀水溶液中移走/富集/回收/純化揮發(fā)性有機(jī)物。但除了對(duì)很少數(shù)低沸點(diǎn)小分子化合物如氨，甲胺，二甲胺，三甲胺，乙胺，二乙胺，甲醇，二氯甲烷，氯仿，甲酸甲酯，甲酸乙酯乙酸甲酯，乙酸乙酯等外，上述技術(shù)只能得到有機(jī)物-水的均相或非均相共沸物。還需要其他技術(shù)比如吸附，分相等進(jìn)行分離得純有機(jī)物產(chǎn)品。蒸儲(chǔ)，真空蒸儲(chǔ)，汽提等過(guò)程需要熱源，處理1噸稀廢水約需要0.1-0.3噸110-120度的蒸汽（主要用于省溫和氣化）,能耗較高。吸附過(guò)程需要吸附劑再生，而氣提需要吸收或冷凝柴能回收有機(jī)物，否則造成

12、二次污染。較新的分離技術(shù)包括滲透汽化（滲透蒸發(fā)），間隙膜蒸儲(chǔ)（叫單級(jí)膜蒸發(fā)/冷凝才對(duì)），真空膜蒸儲(chǔ)（叫單級(jí)抽真空膜蒸發(fā)才對(duì)），膜精儲(chǔ)等。1 .真空膜蒸儲(chǔ)過(guò)程：用疏水微孔膜，廢水溶液走膜的一側(cè)，另一側(cè)抽真空。優(yōu)點(diǎn)：只需低溫?zé)嵩醇訜幔摮屎芨?，濃縮比可高達(dá)有機(jī)物/水相對(duì)揮發(fā)度的20-80%.缺點(diǎn)：溫差極化厲害，水揮發(fā)量大，料液需要多次加熱，要想得到高回收率，需要多個(gè)組件串聯(lián)，為了得到高濃產(chǎn)品，還需要多個(gè)真空泵，一部分低濃產(chǎn)品還要返回料液中。真空泵尾氣排放也要考慮污染問(wèn)題。國(guó)內(nèi)有幾家公司可以提供膜組件。2 .透膜冷凝：其原理同于氣隙式膜蒸儲(chǔ).透過(guò)每個(gè)膜組件的冷凝液中有機(jī)物能被濃縮。該過(guò)程只需要低

13、溫?zé)嵩春屠鋮s水，無(wú)需高溫和真空操作。多個(gè)組件串聯(lián)起來(lái)可以達(dá)到高回收率(50%-99.99%),回收的低濃度冷凝液還可以回放到原料液中。透膜冷凝只能提供與真空膜蒸儲(chǔ)差不多的有機(jī)物/水濃縮比。該過(guò)程可以處理很低濃度的料液，得到提濃的有機(jī)物水溶液產(chǎn)品和更干凈的出水，因而適用于處理精儲(chǔ)塔頂或塔底出水使得水中最終有機(jī)物含量達(dá)標(biāo)。據(jù)我們仔細(xì)調(diào)查，國(guó)內(nèi)國(guó)外只有我們能生產(chǎn)膜面積為十幾至幾十平方米的該類(lèi)膜組件，具比表面積為500-2000平方米/立方米組件。3 .親油性滲透汽化(organophilicpervaporation)依溶解擴(kuò)散原理，有機(jī)物優(yōu)先透過(guò)親油橡膠膜，一般選擇性很高，超過(guò)對(duì)水的相對(duì)揮發(fā)度(甲

14、醇乙醇除外),可得高濃產(chǎn)品。但若要高回收率和高選擇性，需要高真空和低溫(冷凍)冷凝做推動(dòng)力。真空泵排放不凝性尾氣也是個(gè)問(wèn)題。對(duì)低沸點(diǎn)化合物如甲胺，二甲胺，二氯甲烷等由于在膜中溶解度要差一些，膜中傳質(zhì)系數(shù)比較小.分離時(shí)膜面積需要的多一些。綜和考慮，用真空膜蒸儲(chǔ)過(guò)程要好一些。對(duì)甲醇-水體系，滲透汽化并沒(méi)有提供比膜蒸儲(chǔ)明顯大的選擇性；反而，甲醇透膜速率降低很多。親油性滲透汽化與親水滲透汽化相結(jié)合可以得很純的有機(jī)物產(chǎn)品。我們可提供現(xiàn)成大型膜組件和過(guò)程設(shè)計(jì)。國(guó)內(nèi)親油滲透汽化學(xué)術(shù)報(bào)道很多，按說(shuō)也應(yīng)該有廠(chǎng)家提供設(shè)備和設(shè)計(jì)吧，但網(wǎng)上搜索沒(méi)有查到。4 .親油性滲透汽化冷凝是親油性滲透汽化和透膜冷凝的有效結(jié)合，透

15、膜冷凝設(shè)備中用親油性無(wú)孔橡膠膜代替疏水微孔膜，從而免去了滲透汽化中的真空/低溫（冷凍）冷凝操作，節(jié)省了電力。本過(guò)程適合相對(duì)高有機(jī)物濃度的情況，如果料液進(jìn)口溫度高（60-100度）,更有利于有機(jī)物-水分離。該過(guò)程與透膜冷凝相比，熱利用率更高，有機(jī)物-水選擇性也更高。但當(dāng)有機(jī)物濃度逐漸降低時(shí)，該過(guò)程效果不彰，最好再用透膜冷凝脫除該過(guò)程出水中有機(jī)物以達(dá)標(biāo)回用或排放，透膜冷凝的副產(chǎn)品再與原料液匯合用該過(guò)程處理。這是我們的專(zhuān)利產(chǎn)品。我們可提供現(xiàn)成大型膜組件和相關(guān)過(guò)程設(shè)計(jì)。此前這種過(guò)程和設(shè)備國(guó)內(nèi)國(guó)外都未見(jiàn)報(bào)道。5 .膜精儲(chǔ)一種新型高效節(jié)能熱驅(qū)動(dòng)膜過(guò)程類(lèi)似精儲(chǔ)操作，經(jīng)濟(jì)上更合理，操作上更安全：無(wú)需高溫，無(wú)需高壓，無(wú)真空操作，該過(guò)程只需低溫?zé)嵩?，若非要把所耗熱能折成低壓蒸氣（但熱品位可不一樣?。?耗熱為0.