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溶剂萃取法处理工业废水

2012-10-9 0:00:00

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??? 用溶剂萃取法处理含酚、汞,锌、铬等工业废水已有工业规模的应用,其中含酚废水的处理工艺较成熟,应用较广。

一、含酚废水

?????? ?含酚废水的来源相当广,焦化厂,煤气厂,炼油厂,仁工厂,制药厂等一般都有含酚废水的产生。这种废水如果排入江河,对水生物,对农作物都有危害。如果饮用水源含酚,对人体健康十分有害。因此,消除酚害是治理三废中一个重点,国内外都十分重视。酚是一种重要的化工原料,通过治理含酚废水,将酚回收,又具有一定的经济意义。

??????? 治理含酚废水有许多种方法,如溶剂萃取法,蒸汽胆酚法,活性炭吸附法,离子交换法和生物化学法等等。其中萃取法是从高浓度含酚废水中回收酚类物质的主要方法,它不仅可以回收挥发酚,也可回收不挥发酚。并且由于这种方法所用设备简单,脱酚效率高,易于实现生产自动化和连续化,因此已获得广泛的应用,我国已建立了三十多座萃取脱酚水处理装置,美国约有三分之一的焦化厂采用溶剂萃取脱酚法。

?????? ?萃取脱酚研究与应用较多的萃取剂主要有苯、重苯、重溶剂油,取代乙酰胺N503、醋酸乙酯、异丙醚、苯乙酮、磷酸三甲酚等。

??????? 苯、重苯和重溶剂油萃取酚的分配系数不大,一般在2左右。不过这类试剂大多为焦化厂、煤气厂和石油炼厂的本厂产品,价廉易得,并且萃取后可利用本厂设备回收再用,故应用较广。酯类、醚类和酮类萃取剂萃取酚的分配系数较大,从表7-2列出了有关数据可以看出,但这类萃取剂的水溶性都较大,因此限制了它们的推广应用。


??????? 萃取脱酚苯碱法应用较广,该法以苯类物质为萃取剂,围外多采用粗苯或轻苯,而我国多用重苯。酚被萃入有机相后,用NaOH溶液反萃,酚与贼反应生成酚钠溶于碱液,有机相得到蒋生返回使用。含酚钠的溶液通过加入硫酸或通入CO2气体使之酸化而获得粗酚。

?????? ?我国一些工厂采用N503煤油从高浓度的含酚废水中萃取脱酚成效显著。如用间甲酚作原料,每生产一吨高效低毒氨基甲酸酚杀虫剂“速灭威”,产生废水15~20吨,酚含量平均达6500mg/L,采用N503煤寸溶液萃取脱酚后,可使废水中酚含量降低到30~40mg/L[5]。N503水溶性小,毒性低,脱酚效率很高,因此是一种较好的脱酌萃取剂。

????? ? 醋酸丁酯与磷酸三甲酚对酚的萃取率较高,但由于价格较贵,仅适用于处理酚含量较高的废水,当酚浓度高于48g/L时有一定的经济效益。我国某厂对用异丙苯法生产苯酚、丙酮过程中的废水,采用了醋酸丁酯脱酚法。废水中酚含量最高达30g/L左引,经萃取脱酚后,酚含量可降至100mg/L左右,脱酚率达99%[5]以上。

?????? ?磷酸三甲酚萃取脱酚法应用还不广。磷酸三甲酚水溶性小,酚的分配系数为25~28,萃酚的饱和容量约为萃取剂重量的6%左右。在用量不超过废水体积的10%~15%时,脱酚率在8%左右,因此脱酚后废水中残余酚量一般仍较高。

二、含重金属离子废水

?????? ?在有色冶炼、金属加工、电镀等工业生产中排出的废水,一般都含有某些金属离子如汞、铬,锌、镍,铜等金属的离子。这些废水如果不经处理,排入江河,会造成水源的污染。处理这类废水的方法较多,常用的简单方法是石灰中和沉淀法。近二十多年,溶剂萃取法巳受到重视,并已有工业规模的应用。

??????? 对于含汞废水多采用胺类萃取剂,萃取除汞的效果很好。例如用0.1mol.dm-3叔胺或季铵盐的二乙苯溶液作有机相,从含汞的氯化物溶液中经过二级萃取,可使废水中汞浓度由10mg/L降至1ug/L。用硫醚如二正丁基硫醚作萃取剂,萃取除汞效果也较好,从高浓变(几千mg/L)的含汞废水中经过三级萃取,可使汞浓度降至0.5mg/L以下。

????? ? 含铬废水主要来自于生产人造丝的工厂,萃取法已成功地用于处理这类废水。所用的萃取剂主要是二(2-乙基己基)磷酸,经过二级萃取,废水中锌浓度可由200mg/L降至2~4mg/L。

?????? ?含铬废水大多来源于生产氧化铬,铬盐和电镀铬等工厂,废水中铬浓度有时可达几十g/L,一般以Cr2O72-或HCr2O7-形式存在,采用磷酸三丁酯萃取,回收率在99%以上。用叔胺作萃取剂萃取效果比磷酸三丁酯强些,但易产生乳化观象。

??? 含镍废水主要来自电镀工业,废水中镍含量虽不高(一般在1g/L左右),但废水量大,因此处理回收很有必要。用二(2-乙基己基)磷酸作萃取剂,回收率几乎可达100%。用二壬基茶磺酸萃取,镍的回收率也可达99%。

???? 含铜废水主要来自金属加工厂,加铜板酸洗液中铜含量可达60~80mg/L。如果一个工厂每天排出30吨这种含铜废水,每年损失铜约20吨左右?;厥胀杉椎妮腿〖痢阄请坷噍腿〖?,由于萃取剂价格高,废水甲铜含量很低,因此虽然同收效果不错,但经济效益很低。

? ?? 用萃取法处理工业废水正处在逐步推广应用之中,国内外都在开展这方面的研究工作,可以相信用溶剂萃取法处理工业废水是大有可为的。

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