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%一10%(质量分数)的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1:1:10, pH< 1,萃取时间15min,搅拌速率为80r /min,剂碱比为1:1. 3,碱含量在10%一30%(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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4结论
本文以三辛胺为萃取剂对高浓度含酚废水的萃取工艺进行了研究得到适宜的工艺条件为:剂水比为1' 1' l0, pH< 1,萃取时间为15min,搅拌速率为80r /min,剂碱比为1 : 1. 3,碱的质量分数为20%。试验结果表明,以三辛胺为萃取剂的一次萃取率可达97. 3'70以上萃取剂可以再生循环反复使用。
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