化工分離技術在環(huán)境保護中的運用

舒麗麗

湖北潔源檢測有限公司 湖北武漢 430000

化工分離技術是化工行業(yè)基礎的實驗和應用技術，它主要將混合物分離。一方面該技術可以有效的對原材料提純，使原材料能夠滿足生產(chǎn)的純度要求，同時也能減少雜質(zhì)造成的不良影響，廣泛地應用于醫(yī)藥行業(yè)和化工行業(yè)。另一方面，通過化工分離技術可以有效進行廢物利用，將廢物中有用的物質(zhì)分離出來，同時還可以進行污染物質(zhì)的處理，有效減少污染物質(zhì)的排放，在環(huán)境保護領域應用也非常廣泛。綜上所述，化工分離技術的發(fā)展能夠提髙化工行業(yè)的技術水平，推動相關領域的發(fā)展，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益[1]。

1 化學分離特征

化工分離過程是化工過程操作費和投資費的主要耗資過程，且伴隨石油化工、生物化工、環(huán)境化工等各種生產(chǎn)材料及制備物質(zhì)領域的發(fā)展與興起，混合物的高效分離變得越來越重要。在環(huán)境處理等領域，經(jīng)常需要將混合物中的組分進行分離，達到處理廢棄或得到有用成分的目的。常用的分離方法包括萃取、吸收、蒸餾、吸附等，但是具有分離效率低、能耗高和產(chǎn)率低的缺點。但是化工分離技術的重要性和多樣性決定了它的復雜性，即使對于精餾、萃取這些比較成熟的技術，多組分體系大型設備的設計仍是一項困難的工作，問題在于缺乏基礎物性數(shù)據(jù)可靠設計方法。對于很多高溫、高壓、多組分和非理想體系，平衡數(shù)據(jù)和分子擴散系數(shù)難以準確計算。對于諸如催化劑和反應萃取之類的耦合分離技術，基礎物性數(shù)據(jù)更為缺乏。通過大量的基礎實驗，應用先進分離技術處理廢水的另一種潛在優(yōu)勢是在解決一些困難的廢水處理問題時，可以回收有價值物料或進行物料的再循環(huán)。而不像生化處理，氧化和焚燒那樣只是簡單銷毀這些物料。

2 化工分離技術具體場景應用

2.1 固相萃取技術應用

通過此項技術應用能將環(huán)境監(jiān)測中樣品待檢測物質(zhì)進行富集以及分離操作，在多項技術應用推動下，此項技術在環(huán)境保護工作中得到廣泛應用。固相萃取技術應用就是基于溶液狀態(tài)中，被吸附劑析出以及沉淀，促使樣品中多數(shù)物質(zhì)能有效分離，可以選取洗脫劑進行洗脫，使得待測物能有效分離或是富集。固相萃取操作中，在樣品提取之前，選取適應溶劑對固相萃取柱進行沖洗，通過濕潤能起到吸附劑活化作用。在固相萃取柱中傾倒適量液態(tài)化樣品，借助壓力作用促使樣品溶液能進入到固相萃取裝置中。此項技術應用中便捷度較高，精確性良好，根據(jù)萃取技術基本應用原理以及具體操作措施，能在環(huán)境監(jiān)測中對各類空氣污染物、金屬元素等進行檢測。

2.2 膜分離技術種類

膜分離技術在廢水處理中的應用已經(jīng)經(jīng)過了多年發(fā)展歷史，應用覆蓋面涉及到石油、化工、紡織等各個行業(yè)。隨著對水資源循環(huán)利用、深度處理效果提出了更高要求，為從根本上提升水資源利用率，緩解國內(nèi)用水緊張問題，將膜分離技術高效應用在廢水處理過程中也逐漸興起。

在工業(yè)廢水處理行業(yè)中，通過在原有處理裝置基礎上增設膜過濾裝置，使過濾后的水體懸浮固體含量等被控制在標準范圍之內(nèi)，已經(jīng)有了較為廣泛的應用。在處理重金屬廢水期間，可利用乳狀液膜處理方式，使重金屬廢水中的雜質(zhì)能夠被充分析出，從而保障此類廢水能夠得到循環(huán)利用。在處理造紙廠廢水期間，相關研究人員通過將無流動載體組成的液體膜分析技術進行不斷優(yōu)化，使其獲得更加顯著的廢水處理效果。同時，將微濾膜與納濾膜分離處理技術進行有機結(jié)合，加入適當?shù)男跄齽?，使造紙廠廢水水質(zhì)能夠更好地達到國家排放標準。

隨著城鎮(zhèn)人口的不斷增多，生活污水產(chǎn)量逐年擴大，為有效處理生活污水，使其能夠更好實現(xiàn)循環(huán)利用目標，可將膜分離技術應用在生活污水處理工藝中。在傳統(tǒng)生活污水處理裝置內(nèi)部增設侵入式膜裝置，使城市污水能夠達到更好的處理與回收利用，同時降低處理工藝占地面積[2]。

2.3 分子蒸餾技術

與傳統(tǒng)的利用不同物質(zhì)沸點的蒸餾技術不同，分子蒸餾技術利用的是不同物質(zhì)分子運動平均自由程的差別，大分子的平均自由程小，小分子的平均自由程大，通過設置合理的冷凝面，小分子能夠到達冷凝面，大分子不能到達，而回到原溶液，就這樣形成一個動態(tài)平衡，實現(xiàn)對混合物的不斷分離。分子蒸餾技術在早期時，受限于成本和技術原因，應用受到限制，主要用在髙沸點的物質(zhì)分離中，例如在魚肝油提取維生素A。但是隨著技術的發(fā)展，特別是真空和密封技術的發(fā)展，有效解決分子蒸餾技術應用中主要問題，拓寬了分子蒸餾技術的應用范圍，推動了技術的發(fā)展。分子蒸餾過程是物理分離的過程，不需要添加其他物質(zhì)能夠有效防止被分離物質(zhì)受到污染。同時，分子蒸餾技術在脫除液體中的有機溶劑、臭味等小分子物質(zhì)效果很好。另外，分子蒸餾技術也適用于熱敏物質(zhì)和高沸點物質(zhì)的分離濃縮。

3 結(jié)語

目前，化工分離在環(huán)保中起到了積極的作用，其研究的內(nèi)容是在全球范圍內(nèi)得到了很好的研究和推廣，但是在面對日益嚴峻的環(huán)境問題當中，對于廢液和廢渣的排放還難以完全做好分離的效果，對于常見的降解方式在短時間內(nèi)難以起到改觀的效果，就必須依賴于分離技術，但是在操作當中，分離技術還有待提高。在利用不同學科之間的融合，將分離技術利用化學和物理的方式對環(huán)境進行處理，保證環(huán)保的持續(xù)發(fā)展，根據(jù)不同學科之間的優(yōu)勢，不斷的加大對于環(huán)境保護的投入力度，并且在注重知識產(chǎn)權的今天，不斷的強調(diào)化學分離的研究成果的重要性。文中介紹的集中分離方式在環(huán)境保護中起到了很好的先行作用，為今后的化學分離采集了數(shù)據(jù)資料，為今后的研究奠定了基礎[3-4]。