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摘 要：通过介绍乳化液膜法分离含氰废水的原理、过程，分析了该法的分离效果及影响条件，并结合该工艺存在的问题提出了合理性的建议与展望。
关 键 词：液膜法，含氰废水，影响条件
中图分类号：X703
1.前言
乳化液膜法简称液膜法，由美籍华人黎念之博士发明，是七十年代初兴起的一门新科学，它比固体膜分离法更具有定向性和选择性，极小的渗透性和高富集比，在废水中选择提取某种物质方面十分引人注目【1】。近年来，国内外对其研究十分活跃，许多杂志介绍了用该法提取金、铜、锌、氰化物等的研究报告[2-6]。本文综合现有研究成果，对液膜分离技术处理含氰废水的相关理论、原理、工艺操作控制、设备、效率及影响条件等方面的研究状况进行系统的介绍、分析和评论，并提出一些建议与展望。
2.乳化液膜法除氰基本原理
含氰废水经酸化后，氰化物以HCN形式存在，加入液膜并进行充分搅拌，溶液形成乳状，HCN首先溶于膜相（煤油或柴油），在膜中的浓度梯度向膜内部扩散，遇到内相的NaOH溶液则反应生成NaCN，NaCN为离子化合物，不能经过液膜返回到水溶液中，当内相NaOH接近消耗完时，停止搅拌，静止一段时间，液膜由于比重小而与废水分层，把液膜放入高压静电破乳器中，油水即可分离，油可连续使用，水相就是NaCN。
图1 液膜法除氰的原理
3.分离效率及影响条件
3.1表面活性剂的影响及用量
表面活性剂能影响液膜的稳定性， 它对HCN通过液膜的迁移渗透速率有一定的影响。表面活性剂的浓度越高，乳状液膜越稳定，但液膜的粘度增大，反而不利于破乳。李玉萍等【7】用L113A、ENJ3029作表面活性剂时液膜稳定性强，HCN的回收率分别为99.51%和99.45%；两者混合时回收率更高且制成的液膜非常稳定，不易破损。
3.2外相pH的影响
外相pH决定渗透物的存在状态，在一定pH下，渗透物能与液膜中的载体形成配合物而进入液膜相，从而产生良好分离效果，不调pH时，外水相中CN-仅部分转化为分子型氰化物，传质不完全，分离效果差。
3.3温度的影响
温度对液膜分离效果的影响比较复杂。温度的变化将引起整个液膜分离体系物化性能的变化。温度升高，膜相粘度减小，挥发性增大，膜的稳定性降低，并使得分配比减小，不利于提取。另外，温度对溶质在膜相和外相边界层的扩散、内相化学反应均有不同程度的影响。通常在15～36 ℃ 环境温度下操作，较为适宜。
3.4 内相试剂的影响
氢氰酸是极弱的酸，在酸性溶液中水中氰化物几乎全部以HCN状态存在。外相水溶液中氰化物以HCN分子形式透过液膜迁人内相，与内相中的NaOH在瞬间发生不可逆化学反应：
HCN+NaOH=NaCN+H2O
HCN与内相NaOH溶液发生中和反应，生成了不溶于有机相的NaCN （非渗透物） ，NaCN完全电离成CN-和Na+ ，这样使内相的CN-不能反向透过液膜迁人外相而是富集浓缩在内相中，从而将CN-以NaCN形式富集在内相中。
3.5Roi与Rew的影响
Roi为表面活性剂的油膜体积（Vo）与内相试剂体积（Vi）之比，称为油内比；Rew为液膜乳液体积（Ve）与料液体积（Vw） 之比，即乳水比。它们对液膜的稳定性及传质速率有不同的影响。Roi增大时，液膜逐漸变厚从而使液膜稳定性增加，但渗透速率降低；而 Rew愈大，分离效果越好，但乳液消耗多，成本高。
3.6 混合强度的影响
用混合强度即搅拌转速（包括制乳转速、传质转速） 来考察液膜的稳定性。制乳时搅拌转速越大内相液滴分散越细，乳状液膜也越稳定。传质转速主要通过影响分散在外相中乳状液球的直径、改变传质面积大小来影响传质速率。
3.7 液体石蜡的用量
在以煤油为溶剂的液膜体系中，通常加人一定量的液体石蜡，用来增加膜相的粘度，提高液膜的稳定性。液体石蜡用量增大，液膜粘度也增加、稳定性增强，但是使H C N 的回收率下降，并且破乳操作困难。
4结语
目前，液膜的应用研究大多仍停留在实验室阶段，液膜分离技术大规模的工业化应用尚存在3大技术问题，即液膜的稳定性、液膜的溶胀及破乳工艺。对乳状液膜稳定性的改进研究主要有：新型表面活性剂的合成研究【8-10】、乳状液膜流变性能改性研究【11】、微乳状液膜（Micro-emulsion liquid membranes，MEL-M）【12】。为克服乳状液膜工艺过程复杂、支撑液膜不稳定等特点，近年来国内外研究者研究的具有代表性的液膜构型有：流动液膜、液体薄膜渗透萃取技术、静电式准液膜、内耦合萃反交替分离过程、支撑乳化液膜【13】。
在我国现阶段所实施的可持续发展形势下，液膜法作为一种工艺流程简单、高效率、低能耗、低投资的分离技术，优点极为突出，尽管液膜分离过程本身存在着许多技术问题有待解决，随着液膜稳定性、连续操作性等制约工程技术的难题不断解决，该技术拥有广阔的市场前景，将在废水治理、湿法冶金、医药等领域发挥重要的作用。
参考文献：
[1] 时钧，袁权，高从堦. 膜技术手册（第1 版）[M]. 化学工业出版社，2001
[2] 唐受印，戴友芝. 废水处理工程（第 2 版）[M]. 化学工业出版社，2004
[3] 杨雯雁，余亚琼，王军，等. 乳状液膜法分离水中锌[J]. 中南民族大学学报：自然科学版，2007
[4] 柳畅先，简华丹，陆俭洁. 乳状液膜法分离水中镉[J]. 分析科学学报，2006
[5] 马文静，程迪，胥维昌. 液膜分离技术处理含 Cr6+废水的研究[J]. 化工环保，2006
[6] 张延霖，成文，李来胜，等. 乳状液膜法分离富集废旧镍镉电池中的镉[J]. 精细化工，2008
关 键 词：液膜法，含氰废水，影响条件
中图分类号：X703
1.前言
乳化液膜法简称液膜法，由美籍华人黎念之博士发明，是七十年代初兴起的一门新科学，它比固体膜分离法更具有定向性和选择性，极小的渗透性和高富集比，在废水中选择提取某种物质方面十分引人注目【1】。近年来，国内外对其研究十分活跃，许多杂志介绍了用该法提取金、铜、锌、氰化物等的研究报告[2-6]。本文综合现有研究成果，对液膜分离技术处理含氰废水的相关理论、原理、工艺操作控制、设备、效率及影响条件等方面的研究状况进行系统的介绍、分析和评论，并提出一些建议与展望。
2.乳化液膜法除氰基本原理
含氰废水经酸化后，氰化物以HCN形式存在，加入液膜并进行充分搅拌，溶液形成乳状，HCN首先溶于膜相（煤油或柴油），在膜中的浓度梯度向膜内部扩散，遇到内相的NaOH溶液则反应生成NaCN，NaCN为离子化合物，不能经过液膜返回到水溶液中，当内相NaOH接近消耗完时，停止搅拌，静止一段时间，液膜由于比重小而与废水分层，把液膜放入高压静电破乳器中，油水即可分离，油可连续使用，水相就是NaCN。
图1 液膜法除氰的原理
3.分离效率及影响条件
3.1表面活性剂的影响及用量
表面活性剂能影响液膜的稳定性， 它对HCN通过液膜的迁移渗透速率有一定的影响。表面活性剂的浓度越高，乳状液膜越稳定，但液膜的粘度增大，反而不利于破乳。李玉萍等【7】用L113A、ENJ3029作表面活性剂时液膜稳定性强，HCN的回收率分别为99.51%和99.45%；两者混合时回收率更高且制成的液膜非常稳定，不易破损。
3.2外相pH的影响
外相pH决定渗透物的存在状态，在一定pH下，渗透物能与液膜中的载体形成配合物而进入液膜相，从而产生良好分离效果，不调pH时，外水相中CN-仅部分转化为分子型氰化物，传质不完全，分离效果差。
3.3温度的影响
温度对液膜分离效果的影响比较复杂。温度的变化将引起整个液膜分离体系物化性能的变化。温度升高，膜相粘度减小，挥发性增大，膜的稳定性降低，并使得分配比减小，不利于提取。另外，温度对溶质在膜相和外相边界层的扩散、内相化学反应均有不同程度的影响。通常在15～36 ℃ 环境温度下操作，较为适宜。
3.4 内相试剂的影响
氢氰酸是极弱的酸，在酸性溶液中水中氰化物几乎全部以HCN状态存在。外相水溶液中氰化物以HCN分子形式透过液膜迁人内相，与内相中的NaOH在瞬间发生不可逆化学反应：
HCN+NaOH=NaCN+H2O
HCN与内相NaOH溶液发生中和反应，生成了不溶于有机相的NaCN （非渗透物） ，NaCN完全电离成CN-和Na+ ，这样使内相的CN-不能反向透过液膜迁人外相而是富集浓缩在内相中，从而将CN-以NaCN形式富集在内相中。
3.5Roi与Rew的影响
Roi为表面活性剂的油膜体积（Vo）与内相试剂体积（Vi）之比，称为油内比；Rew为液膜乳液体积（Ve）与料液体积（Vw） 之比，即乳水比。它们对液膜的稳定性及传质速率有不同的影响。Roi增大时，液膜逐漸变厚从而使液膜稳定性增加，但渗透速率降低；而 Rew愈大，分离效果越好，但乳液消耗多，成本高。
3.6 混合强度的影响
用混合强度即搅拌转速（包括制乳转速、传质转速） 来考察液膜的稳定性。制乳时搅拌转速越大内相液滴分散越细，乳状液膜也越稳定。传质转速主要通过影响分散在外相中乳状液球的直径、改变传质面积大小来影响传质速率。
3.7 液体石蜡的用量
在以煤油为溶剂的液膜体系中，通常加人一定量的液体石蜡，用来增加膜相的粘度，提高液膜的稳定性。液体石蜡用量增大，液膜粘度也增加、稳定性增强，但是使H C N 的回收率下降，并且破乳操作困难。
4结语
目前，液膜的应用研究大多仍停留在实验室阶段，液膜分离技术大规模的工业化应用尚存在3大技术问题，即液膜的稳定性、液膜的溶胀及破乳工艺。对乳状液膜稳定性的改进研究主要有：新型表面活性剂的合成研究【8-10】、乳状液膜流变性能改性研究【11】、微乳状液膜（Micro-emulsion liquid membranes，MEL-M）【12】。为克服乳状液膜工艺过程复杂、支撑液膜不稳定等特点，近年来国内外研究者研究的具有代表性的液膜构型有：流动液膜、液体薄膜渗透萃取技术、静电式准液膜、内耦合萃反交替分离过程、支撑乳化液膜【13】。
在我国现阶段所实施的可持续发展形势下，液膜法作为一种工艺流程简单、高效率、低能耗、低投资的分离技术，优点极为突出，尽管液膜分离过程本身存在着许多技术问题有待解决，随着液膜稳定性、连续操作性等制约工程技术的难题不断解决，该技术拥有广阔的市场前景，将在废水治理、湿法冶金、医药等领域发挥重要的作用。
参考文献：
[1] 时钧，袁权，高从堦. 膜技术手册（第1 版）[M]. 化学工业出版社，2001
[2] 唐受印，戴友芝. 废水处理工程（第 2 版）[M]. 化学工业出版社，2004
[3] 杨雯雁，余亚琼，王军，等. 乳状液膜法分离水中锌[J]. 中南民族大学学报：自然科学版，2007
[4] 柳畅先，简华丹，陆俭洁. 乳状液膜法分离水中镉[J]. 分析科学学报，2006
[5] 马文静，程迪，胥维昌. 液膜分离技术处理含 Cr6+废水的研究[J]. 化工环保，2006
[6] 张延霖，成文，李来胜，等. 乳状液膜法分离富集废旧镍镉电池中的镉[J]. 精细化工，2008