CN112807743A - 一种利用萃取液浓缩盐水并分离有机物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供利用萃取液浓缩盐水并分离有机物的方法，萃取液萃取盐水中水的同时移除盐水中的有机物。采用本发明技术方案通过萃取盐水中的水，同时去除盐水中的其他有机物，从而降低废水脱盐的成本和盐水中的有机物对脱盐过程的影响，此外，脱离盐水中的有机物可以单独处理，也避免了高浓盐水对有机物处理的影响。
Description
技术领域
本发明涉及环保技术及水脱盐处理技术领域，尤其涉及利用萃取液浓缩盐水并分离有机物的方法。
背景技术
在水处理过程中经常涉及到需要将水中的大量盐分去除掉(如将盐水浓缩)以减少排放或者回收再利用的目的，比如工业废水处理、海水淡化等。通常采用的办法有蒸发法，反渗透法，化学沉淀，以及电渗析。
传统的浓缩方法，盐水中如果含有有机物，有机物会和盐同时浓缩，无法从盐水中去除。有机物也会在盐水浓缩过程中对浓缩设备产生破坏。对于高浓盐水，前处理去除有机物的方法受到盐水浓度，有机物种类和浓度的限制。例如，高于3％盐的盐水中，就很难使用传统的生化方法去除有机物。
除了这些传统的方法外，还有一种新型利用有机水溶液从盐水中萃取水的新方法。该方法通过特效有机溶剂的水溶液(萃取液)萃取盐水中的水产生稀萃取液，同时使盐水高度浓缩。而稀萃取液通过加热，将萃取的水释放出来。因为使用有机萃取液，这个方法在浓缩盐水的同时，也有可能将盐水中的有机物分离出来。但目前还没有利用这种方法去除有机物的应用。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了利用萃取液浓缩盐水并分离有机物的方法，通过萃取盐水中的水，同时去除盐水中的其他有机物，从而降低废水脱盐的成本和盐水中的有机物对脱盐过程的影响。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种利用萃取液浓缩盐水并分离有机物的方法，萃取液萃取盐水中水的同时移除盐水中的有机物。
优选地，所述有机物通过萃取液萃取从盐水转移到萃取液中，获得稀释的萃取液。
优选地，将稀释的萃取液加热升温，使萃取的水释放出来，萃取进来的部分有机物随释放出来的水从萃取液中释放出来，获得有机物水溶液。
优选地，所述有机物水溶液通过过滤膜截留大部分的萃取液分子以及部分盐分，而将有机物透过释放。而释放出的有机物，因为盐浓度被显著降低，可以被生化消解。
优选地，将稀释的萃取液加热升温，使萃取的水释放出来，获得浓缩萃取液，不溶于水的有机物残留于所述浓缩萃取液中，通过释放出一部分浓缩萃取液将有机物去除。
优选地，将释放出的浓缩萃取液加水稀释，再通过过滤膜将有机物透过去除。具体地，有机物和水一同透过过滤膜，离开系统。
优选地，将释放出的浓缩萃取液和从盐水中萃取的有机物一同生化消解。
本发明中，萃取液可以是醇类，酯类，酮类，醚类，砜类，酰胺，胺类，有机酸，糖和氨基酸结构中的一种或几种组成的化合物。分子量可以是50到100000，优选200-20000，更优选500-5000。本发明中萃取剂选择可溶于水的有机物即可，由于有机物本身具有大量疏水基，若再具有了亲水基则可用于本发明，也即本发明所述萃取液选择具有两亲官能团的聚合物(两亲性聚合物)即可，其亲水链段通常为非离子的聚乙二醇、聚乙烯醚、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酞胺类等，还包括离子型的聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸盐等；疏水链段有聚环氧丙烷、聚多碳醇(比如丙二醇)，聚苯乙烯、聚硅氧烷、聚丁二烯、聚甲基丙烯等；具体的可以如聚乙二醇单月桂酸酯，聚乙二醇，聚丙二醇，聚(N-异丙基丙烯酰胺)等，以及此类的共聚物和混合物。化合物的端基和侧链可以根据实际需求进行修饰。萃取液通过调节亲水和疏水的成分与水溶液互溶，当温度升高到一定程度，一定浓度的萃取液水溶液会产生相分离，产生分离的两相。其中一相是浓缩的萃取液，另一相主要是水相，溶解少量的萃取液。
本发明的方法中，通过调节萃取液的分子量或分子结构(如疏水基团、亲水基团)，可使得其对于不同有机物而获得适宜的分离效果。
当使用萃取的方法来萃取盐水中的水时，很多盐水中的可溶性有机物可以有效的被萃取液同时从盐水中萃取出。而不溶性有机物，更会倾向于溶解在萃取液里。当萃取液被加热释放出萃取水的时候，一部分被萃取的有机物会与萃取水同时释放出来。经过有效的后处理过程，这部分有机物可以随产水释放出来。不能释放出来的有机物，可以通过选择性的释放一些萃取液从系统中移除，从而在浓缩盐水的同时完成部分其他有机物从盐水中的去除，有效降低了废水脱盐的成本和盐水中的有机物对脱盐过程的影响，也可以把有机物从盐水中分离出来，单独处理，去除盐水对有机物处理的影响。
附图说明
图1为本发明萃取流程图；
图2为刚果红作为溶解在盐水中的其他有机物，在萃取过程和热分离过程后，在不同溶液层的紫外可见光谱浓度分析。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围，本发明所用试剂均为常规试验或市购所得。
实施例1：采用萃取液P230(分子量约2300的聚乙二醇单月桂酸酯)浓缩硫酸盐溶液并分离有机物刚果红。
在萃取盐水中的水的同时，萃取液对溶解在盐水中其他有机分子的萃取(刚果红作为可能的其他有机分子)：刚果红有机分子溶解在10wt％的硫酸镁溶液中，溶液呈染料特有的红色。此溶液与萃取液混合静止分层后，盐水溶液的水被萃取到萃取液中，盐水高度浓缩，盐水层失去了染料特有的颜色。而萃取液被稀释并带有染料的颜色，说明萃取液在萃取液水的同时，也将染料同时萃取。经过紫外可见光谱分析，萃取液层的刚果红浓度为134ppm(如附图2，萃取液层)，而盐水层的刚果红低于检测水平(图2，盐水层)。
萃取液经过加热后释放出溶解的有机分子：有机染料刚果红溶解在60％萃取液水溶液。将溶液加热到85摄氏度，溶液自然分为两层：上层为主要为水的水层，下层为主要为萃取液的萃取液层。上下两层都有染料特有的红色。经过紫外可见光谱分析，水层的刚果红分子浓度为4896ppm(图2，85摄氏度水层)，萃取液层的刚果红分子浓度为1988ppm(图2，85摄氏度萃取液层)。两者的浓度比例为2.46，很大一部分的有机分子经过加热，随着水释放出来。
由上述结果可知，萃取液可以从盐水中同时萃取出水和盐水中的其他有机物分子。稀释的萃取液经过加热，在释放出水(萃取水)的同时，也会将溶解的其他有机物分子释放出来。而对萃取液水的后处理过程中，可以选用特效分离膜截留萃取液分子而透过其他有机物分子和水分子，使得其他有机物分子随着分离水离开体系。该过程可以在浓缩盐水的同时，达到从盐水中将盐水中其他有机物的分离。
实施例2：采用萃取液P230(分子量约2300的聚乙二醇单月桂酸酯)浓缩硫酸盐溶液并分离有机物胡萝卜素。
在萃取盐水中的水的同时，萃取液对溶解在盐水中其他有机分子的萃取(胡萝卜素作为可能的其他有机分子)：胡萝卜素有机分子溶解在10％的硫酸镁溶液中，溶液呈染料特有的黄色。此溶液与萃取液混合静止分层后，盐水溶液的水被萃取到萃取液中，盐水高度浓缩，盐水层失去了染料特有的颜色。而萃取液被稀释并带有染料的颜色，说明萃取液在萃取液水的同时，也将染料同时萃取。经过紫外可见光谱分析，萃取液层的胡萝卜素浓度为89ppm，而盐水层的胡萝卜素的浓度低于检测水平。
萃取液经过加热后无法释放出溶解的其他有机分子：有机染料胡萝卜素溶解在60wt％萃取液水溶液。将溶液加热到85摄氏度，溶液自然分为两层：上层为主要为水的水层，下层为主要为萃取液的萃取液层。萃取液层有染料特有的黄色，水层无色。经过紫外可见光谱分析，水层的胡萝卜素分子浓度低于检测水平，萃取液层的胡萝卜素浓度为2088ppm。大部分其他有机物无法随着水释放出来。
由上述实验结果可知，萃取液可以盐水中同时萃取水和盐水中的其他有机物分子。稀释的萃取液经过加热，在释放出水(萃取水)的同时，无法将溶解的其他有机物分子释放出来。在这种情况下，可以主动的排出一部分含有其他有机分子的萃取液，比如，浓缩的萃取液，使得其他有机物离开体系。这部分含有其他有机分子的萃取液可以单独进行处理，比如，萃取液和其他有机分子可以同时生化去除。也可以将萃取液用水稀释，选用特效分离膜截留萃取液分子而透过其他有机物分子和水分子，使得其他有机物分子随着水离开体系。
类似实例1，实例2的过程也可以在浓缩盐水的同时，达到从盐水中将盐水中的其他有机物分离。需要说明的是，本发明实施例1和实施例2对于有机物刚果红、胡萝卜素的分离只是用于说明本发明的方法可以用于盐水中有机物的分离，因为刚果红、胡萝卜素都是有机色素，易于试验的观察，故本发明的方法并非是限定对于刚果红、胡萝卜素的分离。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种利用萃取液浓缩盐水并分离有机物的方法，其特征在于，萃取液萃取盐水中水的同时移除盐水中部分或者全部的有机物。
2.根据权利要求1所述的利用萃取液浓缩盐水并分离有机物的方法，其特征在于，所述有机物通过萃取液萃取从盐水转移到萃取液中，获得稀释的萃取液。
3.根据权利要求2所述的利用萃取液浓缩盐水分离有机物的方法，其特征在于，将稀释的萃取液加热升温，使萃取的水释放出来，萃取进来的部分有机物随释放出来的水从萃取液中释放出来，获得有机物水溶液。
4.根据权利要求3所述的利用萃取液浓缩盐水分离有机物的方法，其特征在于，所述有机物水溶液透过过滤膜将有机物去除。
5.根据权利要求2所述的利用萃取液浓缩盐水并分离有机物的方法，其特征在于，将稀释的萃取液加热升温，使萃取的水释放出来，获得浓缩萃取液，不溶于水的有机物残留于所述浓缩萃取液中，通过释放出一部分浓缩萃取液将有机物去除。
6.根据权利要求5所述的利用萃取液浓缩盐水并分离有机物的方法，其特征在于，将释放出的浓缩萃取液加水稀释，有机物再透过过滤膜去除。
7.根据权利要求6所述的利用萃取液浓缩盐水并分离有机物的方法，其特征在于，将释放出的浓缩萃取液和从盐水中萃取的有机物一同生化消解。
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