萃取槽含酚廢水中酚分離技術(shù)研究

萃取槽含酚廢水中酚分離技術(shù)研究

????摘要:酚類物質(zhì)是工業(yè)廢水中常見高毒性、難降解的有機污染物，同時，它又是化工生產(chǎn)中重要的原料之一，本文介紹現(xiàn)階段含酚廢水中酚分離的方法—萃取法、吸附法、蒸汽法和過濾法等，闡述了近年來分離方法以及技術(shù)進展情況，并對近年來的吸附劑、萃取劑等做出介紹，提出了當(dāng)前含酚廢水中酚分離技術(shù)的發(fā)展前景和方向，希望可以為我國的環(huán)保事業(yè)做出一點貢獻。

????酚類化合物為原型質(zhì)毒物，在美國國家環(huán)境保護總署(EPA)標(biāo)出的129種優(yōu)先控制的污染物之列，它也是我國優(yōu)先監(jiān)測的持久性有機物，己被列入具有致癌性單環(huán)芳烴之列。同時，酚類化合物又是一種重要的工業(yè)原料，酚類化合物用途十分廣泛，例如殺蟲劑、藥品和染料等，在化工廠、焦化廠、煤氣廠、石油工業(yè)的煉油廠等都會產(chǎn)生酚類化合物。煤氣生產(chǎn)過程當(dāng)中的會產(chǎn)生含酚廢水，它是用大量冷卻水噴淋氣化爐的煤氣而產(chǎn)生的廢水，其成分非常復(fù)雜，包含很多復(fù)雜的酚類化合物。

工業(yè)含酚廢水的處理方法有很多中，其中以微生物法廉價，而且污染小。但是酚類化合物有毒性，濃度過高會抑制微生物的降解作用，而且焦化廢水中的氨氮、硫化物也會影響處理效果，所以對于工業(yè)生產(chǎn)中的含酚廢水應(yīng)先進行分離預(yù)處理，以含降低生化處理或者是末級處理的壓力，同時也可以對酚進行回收利用，既不污染環(huán)境，又能合理利用資源變廢為寶，實現(xiàn)經(jīng)濟和環(huán)境共同的發(fā)展。含酚廢水的處理方法有很多種，而我們僅從分離的角度對含酚廢水進行探討，希望可以為環(huán)境保護事業(yè)貢獻自己的一份力量。萃取槽含酚廢水中酚分離技術(shù)研究

1含酚廢水的分離技術(shù)不同物質(zhì)之間的分離，常伴隨著相之間的分離，常見的有吸附、萃取、蒸餾和過濾等方法。對于含酚廢水的分離大體也在這四種方法之間衍變，依據(jù)不同的情況和處理條件產(chǎn)生了各種各樣的方法。

1. 1吸附法

????作為傳統(tǒng)的含酚廢水處理技術(shù)，吸附法在早期的處理過程中發(fā)揮著極其重要的作用。主要是利用吸附劑很大的總比表面積和吸附能力來達到廢水處理的效果。常見的吸附劑有活性炭、蒙脫土、樹脂、粉煤灰以及分子篩等。

????活性炭是目前非常普遍的吸附劑，不僅有多孔結(jié)構(gòu)和較大的比表面積，而且孔表面有梭基、輕基、淡基及內(nèi)醋結(jié)構(gòu)，使其吸附性能更強，常常作為末級處理工藝?；钚蕴糠譃轭w?；钚蕴?、粉末活性炭和柱狀活性炭等，史某研究了后兩種活性炭對酚類的去除效率，當(dāng)然顆粒活性炭對苯酚也有很強的吸附能力，但活性炭對溫度、pH要求較高，因為這些條件往往會改變它表面的Zeta電位，使其表現(xiàn)出不同的效果。這些年對活性炭的改性做了大量的研究。例如戮膠基活性炭纖維，KOH和HNO3聯(lián)合改性活性炭等，Tryb。等用TiO2負載，利用高溫和UV處理活性炭吸附能力提高。不可再生的活性炭還可以作為燃料，并能產(chǎn)生較高的熱值。萃取槽含酚廢水中酚分離技術(shù)研究

????蒙脫土是膨潤土的主要成分，其表面很強的陽離子交換能力和高比表面積使得它在處理含酚廢水過程中越來越受到關(guān)注，而且蒙脫土來源廣泛，價格便宜。早年夏某對加入膨潤土來去除焦化廢水中氨氮進行了研究。蒙脫土對含酚廢水中酚的吸附能力一般，所以鄭某制備PDMDAAC-膨潤土對焦化廢水進行處理，除酚率高達99. 98%。李某將CTMAB和BTMAB改性Ca基膨潤土，對四種不同的酚類都有高于80%的吸附效果，高可達到98. 22%?，F(xiàn)在還有很多利用蒙脫土的吸附性能制備殼聚糖改性膨潤土、有機膨潤土和磁性膨潤土如納米Fe3 OQ膨潤土等等來處理焦化廢水。甚至還有磁性膨潤土兼并Fenton氧化處理含酚廢水，也有十分明顯的作用。

????酚類具有弱酸性，使用弱堿性離子交換樹脂具有比較好的吸附效果，樹脂在偏中性的條件下使用。張某研究弱堿離子交換樹脂應(yīng)用于含酚廢水的處理，篩選出大孔樹脂的效果好。還有NDA-99等超高交聯(lián)吸附樹脂，以及717樹脂等處理含酚廢水的研究。萃取槽含酚廢水中酚分離技術(shù)研究

????粉煤灰屬于火山灰類物質(zhì)，主要是Si和Al的氧化物，F(xiàn)e和Ca的含量也比較高。它的結(jié)構(gòu)形態(tài)不一，多孔且比表面積大，所以它有較強的吸附性能，可觀的是以廢治廢，在成本上很受青睞。夏某在粉煤灰中加入少量的硫酸和NaCI加熱浸取后處理含酚廢水，后來也出現(xiàn)了鹽酸和NaCI。也有人研究高硫煤煤粉，長焰煤煤粉，煉焦煤煤粉處理焦化廢水的效果。粉煤灰還可采用低溫水熱合成法制備沸石分子篩進行吸附來處理含酚廢水，利用粉煤灰制備沸石分子篩，表現(xiàn)出更好的吸附性能。對于分子篩的研究，陶某以天然巖石為原料制備的13X沸石分子篩對苯酚的吸附量可以達到96%，解吸效率幾乎可以到100 %。還有NaX分子篩和介孔SBA-15分子篩等處理含酚廢水也有不錯的效果。

除此之外，還有用磷酸改性后高溫鍛燒制備的改性花生殼處理焦化廢水，以及改性環(huán)糊精吸附含酚廢水，改性環(huán)糊精雖然再生能力強，但是質(zhì)量損失較大成為弊端。利用煤制氣產(chǎn)生的焦炭、蘭碳進行改性吸附焦化廢水中的酚類及其他有機物的研究，以及段小月[mo利用ACF電吸附處理含酚廢水，并做出電吸附的熱力學(xué)和動力學(xué)研究。

1. 2萃取法

????萃取法常用于高濃度含酚廢水中，是回收酚類物質(zhì)的主要方法。由于這種方法占地面積小，效率高，而且回收的價值高，所以萃取法脫酚的應(yīng)用日益廣泛。分配系數(shù)是評價萃取劑的重要指標(biāo)，它對相平衡和傳質(zhì)速率的影響很重要。常用的萃取劑主要有N一503、苯，重苯、輕油、重溶劑油、醋酸丁醋、異丙醚、甲基異丁酮和磷酸三丁醋等。

????20世紀(jì)70年代國內(nèi)外很多萃取劑脫酚效率不高、水中溶解度高或是毒性大，所以我國一些單位利用脂肪醇氨解的方法自己合成了新型萃取劑N - 503 ，它是一種淡黃色油狀液體，分子結(jié)構(gòu)式為:

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????通過紅外光譜與核磁共振分析，N - 503中的淡基與苯酚輕基的氫產(chǎn)生了氫鍵締合，所以脫酚效率高，而且循環(huán)利用能力不錯，實際無毒性，到目前為止，N - 503在萃取含酚廢水中任然占據(jù)著重要的市場。

????苯、重苯、輕油還有重溶劑油的分配系數(shù)不高，但是對于焦化廠、煉油廠和煤氣廠來說，這些都是本廠的產(chǎn)品，廉價且易得，萃取后使用一些設(shè)備就能回收利用，所以在一些這樣的廠子里依然廣泛使用。

????醋類、醚類、酮類的分配系數(shù)都較高，近些年研究較多。李某進行TBP萃取分類物質(zhì)的機理研究，由于TBP屬于Lewis中強堿，對苯酚稀溶液的分配系數(shù)D超過400，煤油與TBP的混合物萃取含酚廢水研究逐漸展開，當(dāng)TBP含量達到30%，分配系數(shù)為171. 5，一級萃取效率超過90 %，二級萃取效率提升約50 % ~20%。甲基異丁酮在工業(yè)含酚廢水處理中也備受關(guān)注，與TBP相比它更加便宜，效果好而且方便重復(fù)利用[川。

????隨著離子液體的研發(fā)和推廣，離子液體不易揮發(fā)，低毒性、較高的分配系數(shù)以及離子液體獨有的一些特性，使人們對離子液體萃取脫酚也開始產(chǎn)生了興趣。Rogers提出用離子液體萃取劑壓mime PF。在常溫下萃取易揮發(fā)苯取代衍生物，李某用壓mime PF。萃取酚類物質(zhì)，并得出咪哩上不同取代基會對不同酚類有相對選擇性的萃取。以咪哩作為基準(zhǔn)物，先后出現(xiàn)了【mime】?BFQ和壓【hmim】?Cl萃取酚的研究。

????液膜萃取含酚廢水在20世紀(jì)80年代國內(nèi)己有相關(guān)報道，與常規(guī)溶劑萃取不同的是液膜萃取具有單向遷移性，不受分配系數(shù)的影響，對酚類的萃取效率就大大增加，但是這種方法的工藝較為復(fù)雜，操作偏難，所以大多數(shù)工廠仍使用溶劑萃取法。

超臨界流體作為特殊條件下的特殊狀態(tài)存在，介于氣液兩態(tài)之間擁有很多獨有的性質(zhì)，關(guān)于用超臨界萃取的方法萃取酚類物質(zhì)，國內(nèi)外大都用于從植物中萃取得到稀有或是難以合成出來的酚類物質(zhì)，而用于含酚廢水的分離的實際應(yīng)用上成本太高，并不符合發(fā)展的需求，實際應(yīng)用中傾向與超臨界水氧化法處理含酚廢水。

1.3蒸餾法

依據(jù)水與酚類物質(zhì)的沸點不同，來處理含酚廢水的操作雖然簡單，但成本高而且占地面積大，并不利于含酚廢水的處理。20世紀(jì)so年代以來隨著高分子材料和膜分離技術(shù)的迅猛發(fā)展，張某采用聚氟乙烯中空纖維膜進行膜蒸餾處理含酚廢水的研究，出水可達到50 N.,g/mL。

1.4過濾法

????20世紀(jì)70年代上海一些單位利