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利用有机萃取剂的表面活性,将极小体积的有机萃取剂分散包覆在气泡表面,形成一层有机萃取剂油膜。利用气泡表面包覆的有机萃取剂薄膜萃取富集极大体积水相中的极低浓度目标金属离子。萃取过程水油相比可高达600以上,可实现极低浓度目标金属离子的、经济富集提取。因萃取过程引入气浮,萃余水相中的有机萃取剂夹带损失极低。新技术和配套新装置的提出,突破了传统萃取法无法经济分离提取极低浓度金属离子的局限。更重要的是,如果将该方法用于处理提金废水,不仅可实现废水中极低浓度的金与高浓度铜、锌等有效分离,还可进一步萃取回收废水中的铜、锌等有价金属资源,充分发挥萃取法在处理多金属复杂溶液方面的竞争优势。
鼓泡油膜萃取
1)萃取柱内水相不动、油相柱开路萃取:首先,封住萃取柱下端出水口,从萃取柱上端进水口泵入废水料液,待料液充满整个萃取柱后停泵。水相料液在萃取柱内不流动,总体积为650mL。然后,从萃取柱底部进气口连续泵入空气气泡,泵气气速为150mL/min。待气泡稳定生成后,从萃取柱下端进油口连续泵入含有有机萃取剂的油相,泵油速度为60mL/min。有机萃取剂铺展包覆在气泡表面,形成“油泡”,连续穿过整个柱内水相,在萃取柱顶部气液相界面破裂、聚并,然后从萃取柱上端溢流口流出并收集。以萃取柱内开始产生稳定的油泡分散相时刻开始计时,从萃取柱下端出水口取不同时刻的柱内水相,检测金、铜的质量浓度。每个时刻取3个平行样,每个平行样10mL。
2)萃取柱内水相循环、油相循环过柱萃取:首先,封住萃取柱下端出水口,从萃取柱上端进水口泵入废水料液,待料液充满整个萃取柱后,打开萃取柱下端出水口,继续以10mL/min的流量从萃取柱上端进水口泵入废水料液,收集从萃取柱下端出水口流出的水相,再次从萃取柱上端进水口泵入。水相料液在萃取柱内连续循环进、出。参与循环的水相料液总体积为1000mL。然后,从萃取柱底部进气口连续泵入空气气泡,泵气气速为150mL/min。待气泡稳定生成后,从萃取柱下端进油口连续泵入含有有机萃取剂的油相,泵油速度为60mL/min。包覆了有机萃取剂的“油泡”上升穿过整个柱内水相,在萃取柱顶部气液相界面破裂、聚并,然后从萃取柱上端溢流口流出。收集流出的萃取剂油相,再次从萃取柱下端进油口泵入。萃取剂油相连续、循环进出萃取柱。以萃取柱内开始产生稳定的油泡分散相时刻开始计时,从萃取柱下端出水口取不同时刻流出的柱内水相,金、铜的质量浓度。每个时刻取3个平行样,每个平行样10mL。
污水微塑料的去向
尽管污水处理厂出水中的微塑料浓度相对较低,但其排放总量仍然相当高,因为大多数污水处理厂每天处理数百万升污水。Murphy等发现某污水处理厂出水中微塑料排放量高达65 238 500个/d。在调研的某污水处理厂中,微塑料的总排放量中位数(根据年度外排和出水浓度估算)为2×106个/d。在每年出水排放量超过1×107m3,人口当量超过1×106的荷兰和美国污水处理厂,微塑料每日总排放量甚至可能超过1×1010个。据估计,仅欧洲每年污水处理厂出水排放的微塑料高达520 000 t。因此,目前高排放微塑料的污水处理厂迫切需要以微塑料控制为目标的处理技术,以避免其大量排放到生态系统中。与此同时,污水中绝大部分微塑料(超过)截留或转移到污泥中,其伴随污泥土地利用进入土壤生态系统过程中的潜在生态风险值得关注。
污水处理厂污泥中的微塑料