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化工萃取设备处理高浓度含酚废水的研究

编辑:管理员    发布时间:2016/8/18 17:09:24


摘要:本文用三辛胺萃取高浓度含酚废水,获得了较高的脱酚率试验过程中考察了剂水比、废水的pH值搅拌时间及搅拌速率对萃取效果的影响,确定了操作条件试验结果表明,三辛胺是一种良好的工业脱酚萃取


    含酚废水是一种污染范围极广的工业废水,如不经处理直接排放会给人类及环境带来严重危害,特别是随着石油化工、塑料及纤维等工业的发展,含酚废水所造成的污染问题也越来越突出。

    含酚废水的处理方法很多,目前国内处理高浓度含酚废水的方法主要有萃取生化法、吸附法、缩聚法及液膜法等萃取生化法工艺简单,处理量大;吸附法对酚浓度的适用范围宽,吸附剂能够再生;缩聚法具有占地面积小、流程简单,处理效果稳定等特点;液膜

法处理效率高、成本低,但工艺条件还不太成熟这些方法各有优点,实际处理含酚废水过程中,应根据水质情况,选择工艺简单管理方便、回收和净化相结合,达到环境效益和经济效益的统一。

本文以三辛胺媒油为萃取剂,以化学萃取处理高浓度含酚废水,确定了适宜的操作条件,使一级萃取率达97. 5%以上该萃取剂可反复使用,不分解,不老化,具有良好的经济效益,适用于工业高浓度含酚废水的处理

1三辛胺媒油溶液萃取脱酚机理的分析

    三辛胺显碱性,和酸作用生成按盐,生成的盐使苯酚从水相到有机相的转移得以加速在萃取过程中,加入适量的煤油作稀释剂,可使萃取相具有良好的流动性,有不产生第三相,有利于萃取过程的混合与分离整个萃取脱酚过程,可简单描述如下:

    1成盐:

    2( C85H17)3 N+ H2 SO4=[(C8H17)3NH]2[C6H5OH]2SO4

    2)萃取:

[C6H5OH]2SO4+nC6H5ON=[(C8H17)3NH]2[(C6H5OH)]nSO4

3)反萃:

[(C8H17)3NH]2[C6H5OH]nSO4+(n+2)NaOH=2(C8H17)3H+nC6H5ONa+Na2SO4+(n+2)H2O

2试验部分

    以体积比为1:1的三辛胺媒油的混合溶剂为萃取剂,采用间歇一级萃取试验流程图如图1所示

 

将高浓度含酚废水用硫酸酸化至pH值小于1后放入萃取器中,同时加入一定体积的三辛胺和稀释剂煤油,在室温下搅拌15min后,萃余相(水相)放入反萃罐中,静置40min,分层后,往反萃罐中加入适量的5%10%(质量分数)Na0 H水溶液,搅拌30min,静置40min下层反萃液可送至酚回收车间,上层为再生后的三辛胺媒油可重复使用。萃取相(油相)可进一步处理或经中和后直接排至污水处理几

3结果与讨论

3. 1萃取条件的考察

3.1.1剂水比的影响

剂水比(三辛胺、煤油与废水的体积比)对萃取效果的影响如表1所示可以看出剂水比在1:1:2~ 1:1:10范围内变化时,萃取效果并无明显变化,表明三辛胺的萃取能力很强一般取剂水比1:1:10即可,本文中的剂水比即取此值。

 

3. 1. 2废水初始pH值的影响

    影响结果示于图2由图可知,当pH值从4降至0. 5时,脱酚率由51.4%提高到98.5%,表明废水初始pH值越低,萃取效果越好,一般控制在pH<1为宜

 

3. 1. 3萃取时间的影响

    萃取时间的影响见图3可以看出,随着萃取时间的延长,脱酚率有所提高,但延长至一定时间后,萃取效果基本不发生变化一般萃取时间取15min

 

 

3. 1. 4搅拌速率的影响

搅拌速率的影响见图4由图可知,随着搅拌速率的提高,脱酚率明显下降由于高速搅拌加剧了油水的混合,使油相分散得过细,出现乳化现象,从而降低了表观萃取效果可以预测,随着静置时间的延长,萃取效果将有所改善,但静置时间过长对工业生产不利,采用低速率搅拌为宜一般搅拌控制在70 r /min~80 r /min围内。

3. 2反萃条件的考察

    反萃过程中的萃取剂为NaOH水溶液,本文中称为碱液或反萃液剂碱比(三辛胺+煤油与Na0 H水溶液的体积比)的选择原则是,在保证反萃效果的前提下,尽可能选较高的剂碱比,为降低成本应尽量增大剂碱比,适宜剂碱比可取为1 1. 3,此时反萃率可达90%以上

在剂水比为1110, pH< 1,萃取时间15min,搅拌速率为80r /min,剂碱比为11. 3,碱含量在10%30%(质量分数)间变化的条件下,进行反萃试验试验发现碱含量对反萃率的影响不大,但随着碱含量的增大,苯酚的回收率亦有明显提高,但当碱含量增大到一定程度时,反萃液有可能产生结晶,对萃取过程产生不良影。本文中含量碱取为20%(质量分数)

 

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