丙烯酸丁酯是重要的高分子單體和有機合成中間體原料,是丙烯酸酯中產量和消費量最大的產品[1],主要用于有機合成中間體、涂料、膠黏劑、乳化劑等的生產[2-3]。隨著丙烯酸丁酯生產規模的增大,其生產過程中伴隨產生大量的廢水,給環境帶來的風險也越來越大。丙烯酸丁酯廢水經過蒸餾回收丁醇和丁酯后,其廢水中的主要有機成分為丙烯酸鈉等有機酸鹽,CODCr高達60 000 ~ 80 000 mgL[4]。對該類廢水目前尚無有效的回收措施,主要采用焚燒處理或大量稀釋后進行生化處理[5]。
雙極膜是一種由陰離子交換層和陽離子交換層構成的特殊離子交換膜,它在直流電場反向偏壓下可以將水以最低的理論電壓解離成氫離子和氫氧根離子[6]。利用這一特點,將雙極膜與其他陰、陽離子交換膜組合成的雙極膜電滲析系統能夠在不引入新組分的情況下將水溶液中的鹽轉化為相應的酸和堿。研究表明,采用雙極膜電滲析工藝可以從丙烯酸丁酯廢水中回收有機酸和NaOH,具有較大的資源化潛力[7]。但在弱酸鹽的雙極膜電滲析過程中,酸室中弱酸分子可通過雙極膜向堿室擴散,從而使酸的回收效率和電流效率下降,并影響回收堿液的純度[8-10]。因此,研究不同條件下弱酸在雙極膜中的傳質特性,對雙極膜電滲析工藝條件的優化具有
重要意義[11-12]。筆者考察了酸室丙烯酸濃度、堿室NaOH 濃度和溫度對丙烯酸在雙極膜中傳質特性的影響,以期為雙極膜電滲析回收丙烯酸丁酯廢水中丙烯酸的工藝優化提供支持。 |