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溶剂萃取技术处理有机含酚废水的新途径

编辑:管理员    发布时间:2016/10/8 15:04:37

溶剂萃取技术是处理难降解有机含酚废水的新途径,萃取置换技术是选择易于生物降解或回收的有机溶剂“置换”出有机废水中的难降解的酚类污染物,使废水的生物降解性得以显着改善,最后再通过逐级的生化处理使废水达到排放标准。这不仅能够回收有价值的物质,而且节约了宝贵的水资源,降低了废水处理费用。

溶剂萃取脱酚法是目前处理含酚废水的主要方法,己在国内外多个厂家不同体系的含酚废水中应用,并取得较为显着的效果。萃取脱酚法利用酚在有机溶剂和水中的溶解度之差,把酚从废水中提取出来。其萃取步骤可概述为:将萃取剂与含酚的废水充分接触混合,溶解在水质中的酚转移到萃取剂中,直到在两液相中达到平衡,分离有机相和水相,此时废水得到净化,酚类物质可以从溶剂中反萃出来,实现溶剂的重复利用。

溶剂萃取法总体而言过程简单,溶剂循环使用,过程中不易造成二次污染。目前萃取脱酚法主要的不足是溶剂对酚类化合物专一选择性差、酚萃取率偏低、中性油夹带量大,此外由于一些溶剂的水溶性很强,造成热水抽提法耗能高、耗水量大。

我国的水资源日益紧缺,而工业废水的污染依然相对严重,其中煤化工含酚废水的产生量大、生物降解困难,是环境治理中函待解决的难题。发展高效的废水处理方法,对水资源的循环利用和环境保护都有重要的意义。溶剂萃取法是处理高浓度含酚废水的最有效方法之一,本文对萃取法处理含酚废水相关的测定方法、萃取剂的性能强化、萃取剂的稳定性等方面展开研究,以作为工业化应用的基础。

首先,从煤化工含酚废水的水质分析入手,建立了直接测定酚和脂肪酸的气相色谱法,各组分在线性范围内总体呈现良好的线性关系,相关系数>0.999,相对标准偏差<10。可为工业中对各组分的快速测定提供依据。

乙酸丁酯是一种性能优良的脱酚萃取剂,但由于乙酸丁酯易水解而制约了工业化应用。为了提高乙酸丁酯的稳定性,论文的第三章重点研究了乙酸丁酯萃取体系的的相关性能。萃取工艺方面,得到pH<8,相比控制在1:4左右,三级萃取为工业应用的较优条件,酚总量可降到540 mg/L左右。针对乙酸丁酯不稳定、易水解的问题,研究显示溶液的pH值对乙酸丁酯的水解有很大影响,pH在6-7略偏酸和中性环境下,乙酸丁酯的水解很轻微,而碱性条件下水解严重,同样条件下在一个月内的水解率为中性和微酸性条件下的50倍以上。

最后,为了提升中油萃取体系的萃取性能,研究了中油中添加络合剂:TBP(磷酸三丁酯)、毗咤、N-235(三烷基辛胺)和N-503 (N,N一二(1一甲基庚基)乙酞胺)对挥发酚、固定酚的萃取性能的影响。实验发现添加TBP对废水中总酚的分配系数较高,中油中TBP浓度为15%时,对总酚的分配系数超过4.5。在某厂当前的工业条件下:萃取温度60℃、相比为1:1、二级萃取时,控制萃取pH C8,中油中添加TBP浓度10%时,总酚量可以降低至800 mg/L左右。进行的TBP重复萃取实验显示,通过反萃回收溶剂后,添加TBP的中油萃取体系的萃取效果较稳定。

废水中污染物成分复杂,含有挥发酚和不挥发酚,如苯酚、甲基苯酚、甲基苯二酚、甲基乙基苯酚、二甲基苯酚、乙基苯酚、蔡酚、甲基蔡酚等,以及多环芳烃、氨氮和杂环化合物,属高浓度有毒难降解有机工业废水。在大家研究的以褐煤为原料的煤气化废水中,酚的含量很高,可达到5000mg/L左右。此外废水中还含有总量为1000mg/L左右的挥发性脂肪酸。

萃取技术是处理难降解有机含酚废水的新途径,萃取置换技术是选择易于生物降解或回收的有机溶剂“置换”出有机废水中的难降解的酚类污染物,使废水的生物降解性得以显着改善,最后再通过逐级的生化处理使废水达到排放标准。这不仅能够回收有价值的物质,而且节约了宝贵的水资源,降低了废水处理费用。

溶剂萃取脱酚法是目前处理含酚废水的主要方法,己在国内外多个厂家不同体系的含酚废水中应用,并取得较为显着的效果。萃取脱酚法利用酚在有机溶剂和水中的溶解度之差,把酚从废水中提取出来。其萃取步骤可概述为:将萃取剂与含酚的废水充分接触混合,溶解在水质中的酚转移到萃取剂中,直到在两液相中达到平衡,分离有机相和水相,此时废水得到净化,酚类物质可以从溶剂中反萃出来,实现溶剂的重复利用。

溶剂萃取法总体而言过程简单,溶剂循环使用,过程中不易造成二次污染。

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