Auswahl des Extraktionslösungsmittels für die Behandlung von organischen Abwässern in Zentrifugalextraktoren

Thread Content

Der Schlüssel zur Nutzung von Zentrifugalextraktoren zur Behandlung von organischen Abwässern liegt darin, für verschiedene Arten von organischen Abwässern den richtigen Extraktionsmittel auszuwählen, geeignete Methoden zur Rückgewinnung der organischen Stoffe sowie zur Wiederverwertung der Extraktionslösungen zu finden, sowie einen sinnvollen Prozessablauf und die passenden Extraktionsgeräte zu wählen. Wir nehmen als Beispiel die Zentrifugalextraktoren. Je nach den Trennanforderungen der verschiedenen Systeme wurden bereits eine Reihe von industriellen Extraktanten entwickelt, und es werden ständig neue Extraktanten erforscht. Extraktionsmittel sind in der Regel organische Lösungsmittel. Im Allgemeinen sollten für ein industrielles Extraktionsmittel die folgenden Anforderungen erfüllt sein. (1) Starke Extraktionsfähigkeit, große Extraktionskapazität: Der Extraktant kann für die zu trennenden Stoffe einen relativ hohen Extraktionsausgleichskoeffizienten bieten. Die Kapazität des Extraktors zur Extraktion der zu trennenden Substanzen pro Volumeneinheit oder Masseeinheit ist groß. Die durch Zentrifugationsextraktoren erzielte zentrifugale Trennung weist hervorragende Anwendungsmöglichkeiten auf. (2) Hohe Selektivität: Der Trennfaktor β für die zu trennenden Stoffe sollte relativ hoch sein. Wenn die zu trennende Substanz ein einziger Lösemittel ist, sollte der Trennfaktor des Extraktionsmittels zwischen diesem Lösemittel und Wasser groß sein. Dadurch wird die Menge an Wasser, das vom Extraktionsmittel entfernt werden muss, verringert, was wiederum die Belastung bei der Regeneration des Extraktionsmittels verringert. Aufgrund der guten Trenneigenschaften des Zentrifugenextraktors ist kein hoher Trennfaktor β erforderlich. (3) Starke chemische Stabilität: Der Extraktionsmittel ist nicht leicht hydrolytisch, zerfällt bei Erhitzung nicht leicht und kann den chemischen Einflüssen von Säuren, Basen, Salzen sowie Oxidations- und Reduktionsmitteln standhalten. Er weist somit eine ausreichende chemische sowie strahlungsbedingte Stabilität auf. Außerdem ist das Extraktionsmittel nur wenig korrosiv für die Ausrüstung. In den heutigen Zentrifugen zur Extraktion werden Korrosions- und Hitzeschutzmerkmale bereits seit Langem in modernen Trennvorrichtungen eingesetzt. (4) Geringer Lösungsmittelverlust: Unter allen Betriebsbedingungen ist der Verlust des Extraktionsmittels in der wässrigen Phase der Ausgangslösung gering. Die Extraktionsphase und die Ausgangslösung trennen sich leicht voneinander. Im Extraktionsprozess entsteht keine dritte Phase, es kommt auch zu keinem Emulgierungsphänomen. (5) Angemessene grundlegende Eigenschaften des Extraktionsmittels: Die Dichte, Viskosität sowie die Oberflächenspannung des Extraktionsmittels müssen angemessen sein. Dadurch wird gewährleistet, dass während des Extraktions- und Rückextraktionsprozesses eine schnelle Massentransportrate herrscht und dass sich die beiden Phasen gut voneinander trennen sowie ein gutes Fließeigenschaften aufweisen. (6) Einfache Rückextraktion und Wiedergewinnung des Lösungsmittels: Das Extraktionsmittel sollte sowohl einen relativ hohen Extraktionsausgleichskoeffizienten für die zu trennenden Stoffe aufweisen, als auch die Fähigkeit zum Binden dieser Stoffe kontrollierbar sein. Dadurch ist es möglich, bei Veränderung der Betriebsbedingungen eine Rückextraktion der zu trennenden Stoffe durchzuführen – somit kann das Lösungsmittel wiederverwendet werden. Für die Extraktion und Rückextraktion kann eine Zentrifugalextraktor sowohl zur einstufigen Extraktion als auch zur mehrstufigen Rückextraktion sowie zur mehrstufigen Gegenstromextraktion eingesetzt werden. (7) sichere Handhabung: Der Flammpunkt, Brennpunkt und Siedepunkt des Extraktionsmittels sind hoch, die Verdampfungsfähigkeit gering. Zudem ist das Mittel entweder nicht giftig oder nur schwach giftig sowie nicht reizend – dadurch wird eine sichere Handhabung ermöglicht. (8) Hohe Wirtschaftlichkeit: Die Quellen für Extraktionsmittel sind reichlich vorhanden, die Synthesemethoden sind einfach, und die Kosten sind gering. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass die Bedingungen für die Auswahl eines Extraktionsmittels nur schwer gleichzeitig erfüllt werden können. In der Regel müssen diese Faktoren im Hinblick auf die tatsächlichen Anforderungen in der Industrie berücksichtigt werden, um die besonderen Vorteile eines bestimmten Extraktionsverfahrens zu nutzen und dessen Nachteile zu überwinden. Für den großtechnischen Einsatz in der Industrie sind die Effizienz und Wirtschaftlichkeit des Extraktionsmittels zwei entscheidende Kriterien bei der Auswahl desselben. Für die in dem Prozess der Extraktion von organischen Abwässern in der Industrie verwendeten Extraktionsmittel müssen neben den Anforderungen, die an Extraktionsmittel im allgemeinen industriellen Einsatz gelten, insbesondere auch die Verluste des Extraktionsmittels durch Auflösung berücksichtigt werden. Dadurch soll eine sekundäre Verschmutzung vermieden werden. Es sollten daher Extraktionsmittel mit geringer Toxizität und biologischer Abbaubarkeit gewählt werden, um einen erfolgreichen Ablauf des Prozesses der Extraktion von organischen Abwässern zu gewährleisten. Die von unserem Unternehmen entwickelten CWL-Zentrifugen zur Extraktion erreichen in der Regel eine Extraktionsrate von über 95 %. Da sie dicht abgeschlossen arbeiten, kommt es während des gesamten Extraktionsprozesses nicht zu einer zweiten Kontamination durch äußere Einflüsse. Zudem ist der Energieverbrauch des Geräts sehr gering, und auch der Lärmpegel ist sehr niedrig. Damit handelt es sich um effiziente, energiebewusste und umweltfreundliche Zentrifugengeräte für die Extraktion.