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摘要：四氢呋喃（THF）是一种低沸点、易挥发与水混溶的含氧五元环有毒有机物，一般易在生产四氢呋喃均聚醚、合成激素药等过程中造成水污染。本论文进行了空气吹脱处理四氢呋喃废水的可行性研究，通过吹脱试验，对选取的影响吹脱的四个主要因素进行了正交组合，已废水中CODcr的去除率来间接表示废水的处理结果。
关键词：双膜理论 空气吹脱四氢呋喃正交表CODcr平均去除率
四氢呋喃（THF）是一种有毒、易挥发、高级性、低沸点、无色透明中性易挥发液体，属醚类物质，且易燃，有类似乙醚的气味，溶于水、乙醇、乙醚、丙酮和苯等多數有机溶剂中。国内四氢呋喃的需求量每年以10%左右的速度递增。然而在生产四氢呋喃或其它化工产品中四氢呋喃作为中间产物所造成的污染并没有引起世界各国的重视。四氢呋喃属杂环类物质，从结构分析属于难降解物，目前文献中也很少有关于处理四氢呋喃废水的研究，因此，需通过探索性试验，寻求一种设备投资低、方法简便的四氢呋喃废水处理工艺流程及其影响因素。
吹脱法是用来脱除废水中溶解其它和某些易挥发物质的，因此在有机废水处理中有重要地位。根据双膜理论和亨利定律，从式1/KL=1/kl+1/(Hkg/RT)(总传质阻力=液膜阻力+气膜阻力)分析可知，对于易挥发有机物H值很大，在kg和kl数量级相同或相近的情况下1(Hkg/RT)远小于1/kl，此时传质阻力的绝大部分存在于液膜中，气膜阻力可以忽略，因而可以简化为kg=kl，即液膜阻力控制着整个吹脱过程的速率，吹脱总推动力的绝大部分用于克服液膜阻力，此时称为“液膜控制”。空气吹脱去除水中挥发性物质的过程即为液膜控制，其提高传质速率的主要途径之一是减小液膜阻力。
因此根据四氢呋喃的理化性质和吹脱机理，采用吹脱法处理四氢呋喃是可行的。在废水底部均匀通入空气吹脱四氢呋喃废水，对废水产生强烈的扰动，减小了液膜阻力，提高了四氢呋喃的挥发性。此外，由于四氢呋喃与水混溶且沸点低，因此升高废水水温，也可增大挥发度，使四氢呋喃和水蒸气同时吹出。
以下为实验室中对四氢呋喃的吹脱试验。试验中主要考虑温度、时间、风强、溶液浓度等四个主要因素的影响，采用正交实验，选用L16（45）[1]正交表，以CODcr去除率作为控制指标进行，用极差（R）[2]分析评价因素影响的大小。试验装置见图1，试验结果见表1。
表1 试验安排及成果分析表
从表1中极差R大小可见影响吹脱效果的因素主次顺序为：（主）温度（T）→时间(t)→风强(q) →浓度（次），同时根据表中试验数据可以绘制因子水平与评价指标关系曲线图（见图2、3、4、5）。
从图2中可看出温度升高，THF平均去除率急剧增大，当温度低于30℃时，曲线斜率较大，即吹脱效果显著，当温度大于30℃时，曲线斜率变缓，THF去除率增大缓慢。
从图3中可知THF的平均去除率随着时间的延长而增大，但曲线变化比温度与THF平均去除率的曲线增大趋势缓慢，因此时间因素对于吹脱的影响次之。
从图4中可知随着进气强度的增大,THF平均去除率也在增大，但曲线平缓，进气强度作为吹脱THF废水的一个因素没有时间对其影响大。随着进气强度的增大虽然THF平均去除率仍在增大，但动力消耗会越大，运行费用会更高。
从图5中可知与温度、时间、进气强度相比，进水浓度对THF去除率的影响最小。但在其它条件相同时看，THF去除量会随着进水浓度的增大而增大。
上述吹脱法去除四氢呋喃废水的实验研究仅在实验室中进行，其中试验的数据及影响因素可为实际工程提供可靠的理论参考。
参考文献：
【1】张希功.四氢呋喃技术进展与生产现状.化工生产与技术,2002:9（2）：18-20
【2】吴方同，苏秋霞，孟了，李武，金同轨.吹脱法去除城市垃圾填埋场渗滤液中的氨氮.给水排水，2001:27（6）：20-24
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：双膜理论 空气吹脱四氢呋喃正交表CODcr平均去除率
四氢呋喃（THF）是一种有毒、易挥发、高级性、低沸点、无色透明中性易挥发液体，属醚类物质，且易燃，有类似乙醚的气味，溶于水、乙醇、乙醚、丙酮和苯等多數有机溶剂中。国内四氢呋喃的需求量每年以10%左右的速度递增。然而在生产四氢呋喃或其它化工产品中四氢呋喃作为中间产物所造成的污染并没有引起世界各国的重视。四氢呋喃属杂环类物质，从结构分析属于难降解物，目前文献中也很少有关于处理四氢呋喃废水的研究，因此，需通过探索性试验，寻求一种设备投资低、方法简便的四氢呋喃废水处理工艺流程及其影响因素。
吹脱法是用来脱除废水中溶解其它和某些易挥发物质的，因此在有机废水处理中有重要地位。根据双膜理论和亨利定律，从式1/KL=1/kl+1/(Hkg/RT)(总传质阻力=液膜阻力+气膜阻力)分析可知，对于易挥发有机物H值很大，在kg和kl数量级相同或相近的情况下1(Hkg/RT)远小于1/kl，此时传质阻力的绝大部分存在于液膜中，气膜阻力可以忽略，因而可以简化为kg=kl，即液膜阻力控制着整个吹脱过程的速率，吹脱总推动力的绝大部分用于克服液膜阻力，此时称为“液膜控制”。空气吹脱去除水中挥发性物质的过程即为液膜控制，其提高传质速率的主要途径之一是减小液膜阻力。
因此根据四氢呋喃的理化性质和吹脱机理，采用吹脱法处理四氢呋喃是可行的。在废水底部均匀通入空气吹脱四氢呋喃废水，对废水产生强烈的扰动，减小了液膜阻力，提高了四氢呋喃的挥发性。此外，由于四氢呋喃与水混溶且沸点低，因此升高废水水温，也可增大挥发度，使四氢呋喃和水蒸气同时吹出。
以下为实验室中对四氢呋喃的吹脱试验。试验中主要考虑温度、时间、风强、溶液浓度等四个主要因素的影响，采用正交实验，选用L16（45）[1]正交表，以CODcr去除率作为控制指标进行，用极差（R）[2]分析评价因素影响的大小。试验装置见图1，试验结果见表1。
表1 试验安排及成果分析表
从表1中极差R大小可见影响吹脱效果的因素主次顺序为：（主）温度（T）→时间(t)→风强(q) →浓度（次），同时根据表中试验数据可以绘制因子水平与评价指标关系曲线图（见图2、3、4、5）。
从图2中可看出温度升高，THF平均去除率急剧增大，当温度低于30℃时，曲线斜率较大，即吹脱效果显著，当温度大于30℃时，曲线斜率变缓，THF去除率增大缓慢。
从图3中可知THF的平均去除率随着时间的延长而增大，但曲线变化比温度与THF平均去除率的曲线增大趋势缓慢，因此时间因素对于吹脱的影响次之。
从图4中可知随着进气强度的增大,THF平均去除率也在增大，但曲线平缓，进气强度作为吹脱THF废水的一个因素没有时间对其影响大。随着进气强度的增大虽然THF平均去除率仍在增大，但动力消耗会越大，运行费用会更高。
从图5中可知与温度、时间、进气强度相比，进水浓度对THF去除率的影响最小。但在其它条件相同时看，THF去除量会随着进水浓度的增大而增大。
上述吹脱法去除四氢呋喃废水的实验研究仅在实验室中进行，其中试验的数据及影响因素可为实际工程提供可靠的理论参考。
参考文献：
【1】张希功.四氢呋喃技术进展与生产现状.化工生产与技术,2002:9（2）：18-20
【2】吴方同，苏秋霞，孟了，李武，金同轨.吹脱法去除城市垃圾填埋场渗滤液中的氨氮.给水排水，2001:27（6）：20-24
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。