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络合萃取法在2-萘酚废水处理中的应用研究

[日期:2013-06-14] 来源:《中氮肥》  作者:孙亚珍 张志坚 [字体: ]

(山西阳煤丰喜有机化工有限责任公司,山西 临猗044100)

 

[摘  要]采用络合萃取法,以三烷基胺和磷酸三丁酯为萃取剂、煤油为稀释剂处理2-萘酚β-盐母液废水。试验结果表明:采用20%三烷基胺-20%磷酸三丁酯-60%煤油的混合型络合萃取剂对2-萘酚废水进行萃取具有较高的COD脱除率。

[关键词]络合萃取;废水处理;三烷基胺;磷酸三丁酯

[中图分类号]X781 [文献标识码]A  [文章编号]1004-9932(2013)03-0036-02

 

0   

2-萘酚又称β-萘酚、乙萘酚,是重要的有机化工原料及染料中间体,主要用于染料、有机颜料、橡胶防老剂以及医药和农药工业中1 目前国内多以精萘为原料,用传统的磺化碱熔法生产2-萘酚2,生产过程中排放大量废水。因废水组分复杂、浓度高、酸碱缓冲性强,难以生化降解,对环境有较大危害。目前处理2-萘酚β-盐母液废水的方法主要有:络合萃取法、树脂吸附法、膜分离法、化学氧化法、生化法等3-5。树脂吸附法交换柱操作条件及要求较高,树脂较贵,此法回收产品的经济价值一般与处理装置的运行费用相当,经济效益不显著;膜分离法操作简便,设备简单,但效果不够理想,主要原因是目前各种膜的性能尚不稳定,而且膜孔易堵塞,提高膜的性能是此法的关键;化学氧化法成本相当高;生化法处理COD 较高的废水有一定的难度,且用于处理萘系染料中间体废水的微生物均需经过特殊驯化。基于可逆络合反应的络合萃取法具有高效性和高选择性6-7,且萃取剂反萃效率高,可再生循环使用,本文以三烷基胺-磷酸三丁酯-煤油为萃取剂(该萃取剂可反复使用,不分解,不老化,具有良好的经济效益),对2-萘酚废水进行络合萃取研究,以解决我公司的2-萘酚β-盐母液废水问题。

1  试验部分

1.1  废水来源及水质

2-萘酚β-盐母液废水取自我公司经曝气后的2-萘酚废水,其COD 38 950 mg/L,色度为350倍,pH=3

1.2  试验试剂

三烷基胺(TOA    工业纯,飞翔化工(张家港)有限公司提供;

磺化煤油            工业品,湖北兴银河化工有限公司提供;

磷酸三丁酯(TBP  工业纯,无锡市东湖化工厂提供;

煤油                工业品,山西丰喜新能源开发有限公司提供;

硫酸(98%         工业品,运城太武化工有限公司提供;

氢氧化钠             工业品,南通泰利达化工有限公司提供。

1.3  试验仪器

增力电动搅拌器        DJIC-200W,江苏省金坛市大地自动化仪器厂提供;

精密pH             PHS-2F型,上海精密科学仪器有限公司提供;

常规玻璃制有机合成仪  北京泰克仪器有限公司提供。

1.4  试验方法

将经过曝气后的2-萘酚β-盐母液废水用硫酸酸化后放入萃取器中,同时加入一定体积的络合萃取剂,萃取体系相比(萃取剂体积与废水体积之比)为11.5,在常温下搅拌、静止、分层。下层水相分入烧杯中,上层油相加入适量的NaOH溶液,调整pH,搅拌、静止、分层,上层再生的络合萃取剂可重复使用。水相经中和后直接排至污水处理厂。为与工业化接轨,试验中所用的萃取剂和稀释剂皆为工业品。

2  试验结果与讨论

2.1  萃取剂和稀释剂的选择

从目前萃取处理含酚废水常用的萃取剂中选出强Lewis碱类物质磷酸三丁酯(TBP)及强Lewis碱类物质三烷基胺(TOA)作为本试验的络合剂,选择磺化煤油、煤油作为稀释剂。经萃取后废水COD的去除率见表1(试验条件:相比为 11.5,原废水COD 38 950 mg/L)。

由表1可知,以TOATBP为萃取剂能形成第三相 (即络合相),且去除废水中的COD效果较好,TOATBP组成的萃取体系的萃取能力大于单独使用各萃取剂的萃取能力之和,符合协同萃取的理论8-10

笔者在试验中发现稀释剂磺化煤油的黏度较大,反萃后易发生乳化现象,分层较长。因民用煤油价廉、无毒、易得,且萃取和反萃的分层时间短、效果好,故在不同配比的络合萃取剂对COD去除率的影响试验中选择民用煤油为稀释剂,试验结果见表2(试验条件:相比为 11.5,原废水COD 38 950 mg/L)。

试验过程中发现:当磷酸三丁酯体积分数大于30%以后易发生乳化现象,两相分层非常困难,不利于萃取操作过程的进行。综合COD的去除率、分层效果、成本等各项因素,我们最终选择20%TOA-20%TBP-60%煤油的混合型萃取剂为2-萘酚废水的萃取剂。

2.2  相比对萃取效果的影响

相比对COD去除率的影响试验见表3(试验条件:原废水COD 38 950 mg/LpH 2~3,分层时间3 min)。

由表3可知:随着相比的减小,

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