中空纤维膜萃取是膜过程与液液萃取相结合的新型分离技术,特别适用于金属离子、热敏性物质和难分离物质的分离与提取。与传统的液液萃取过程相比,膜萃取具有传质面积大、萃取效率高、能耗低、环境污染少及无液泛和返混、萃取剂损失少等优势。目前,该技术处于工业化应用的初始阶段,是环保领域研究的热点之一。因此有很多问题值得研究。本论文以疏水性PVDF中空纤维膜为传质界面,用高效萃取剂Cyanex 923-煤油-NaOH溶液体系对模拟苯酚废水进行了萃取-反萃取实验,研究了两相传质方式、水相和有机相流速、进水初始浓度、膜组件装填因子、离子强度、膜组件串联和反萃取相浓度等操作条件对萃取率和传质性能的影响。并在此基础上对实际煤气化废水进行了萃取实验。实验结果拟合出了萃取平衡曲线,并计算了分配系数与苯酚在水相中浓度的关系:logD=1.62-0.077caq。pH值对分配系数有重要影响,当pH>8时,分配系数下降很快。增大水相流速能显著加快萃取过程和提高传质系数,而改变有机相流速基本不影响传质系数。这说明水相边界层阻力是总传质阻力的控制因素,计算结果也表明有机相边界层阻力和膜相阻力所占比例不到20%。在水相流速为0.002m/s~0.016m/s的范围内,膜组件的传质单元高度为0.17m~0.75m,明显小于传统萃取设备。增大进水初始酚浓度,总传质系数反而降低,一方面,分配系数随初始浓度的增大而减小,另一方面,浓度升高加剧了传质界面两侧的浓差极化现象。膜组件装填因子和膜的均匀分布及疏密程度对传质有很大影响。增大装填因子能提高传质面积,但同时使膜丝间距变小,容易发生挤压现象,使传质系数降低。串联低装填因子的膜组件能缩短萃取时间,节省投资。盐析效应能够促进萃取传质过程。因此可以通过增大水相离子强度来强化传质。当NaOH浓度由0.1mol/L升高到0.5mol/L时,反萃取系数由4.83×10-7m/s增大到5.93×10-7m/s。酚回收率达到93%以上。反萃取传质系数比萃取传质系数小一个数量级,这是由于在反萃取传质界面不存在溶质的预吸附作用优势。实际废水中SS的含量对萃取率有明显的影响,经混凝预处理后,传质加快。在连续逆流萃取实验中,水相流速在一定范围内的增大能够提高萃取率,但超过这一范围萃取率开始降低。膜组件串联延长了两相间的接触时间,萃取率升高。对长时间使用过的膜进行SEM测试,没有发现膜污染,说明膜萃取抗污染能力很强。