本发明涉及一种含酚废水的处理方法,尤其涉及一种含高浓度酚废水的处理方法;属于水处理技术领域。
背景技术:
碳酸二甲酯(dimethylcabonate)简称dmc,常温时是一种无色透明、略有气味、微甜的液体,熔点4℃,沸点90.1℃,密度1.069g/cm3,难溶于水,但可以与醇、醚、酮等几乎所有的有机溶剂混溶。dmc在常压下和甲醇共沸,共沸温度63.8℃。dmc毒性很低,在1992年就被欧洲列为无毒产品,是一种符合现代"清洁工艺"要求的环保型化工原料,因此dmc的合成技术受到了国内外化工界的广泛重视,我国化工部在"八五"和"九五"期间将其列为重点项目。
甲基异丁基酮对单元酚的萃取分配系数较高,在工业上也已经有成熟的应用,但对多元酚的萃取分配系数较低,对多元酚的萃取效果不佳。
环己烷用于回收水相中的碳酸二甲酯和甲基异丁基酮。
逆流萃取是将含有被萃取物的水相及有机相分别从萃取器的两端流入,以相反方向流动,进行连续多次接触分层而达到分离的目的,具有分离效果好,特别适用于分配比或分离系数较低的萃取体系,适当增加级数,能达到很好的分离效果和较高行率。
酚类化合物在化学工业生产中运用广泛,是重要的化工原料和中间体。近年来,随着工业的迅速发展,含酚化合物的需求不断增加,排向环境的含酚废水越来越多,其高毒性和难降解性严重危害生态环境。因此,寻找一种高效治理废水中酚类物质的方法至关重要。工业生产中,通常将含酚浓度高于1000mg/l的废水成为高浓度含酚废水,小于1000mg/l的废水成为低浓度含酚废水。目前,回收含酚废水中酚类物质有多种方法,包括:蒸汽法、吸附法、萃取法、沉淀法。溶剂萃取法具有设备投资烧,操作方便,分离效果明显等优势,因此在处理含酚废水方面得到广泛的应用。溶剂过程中,脱酚萃取剂的选择最为重要,工业中常用到重苯油、二甲苯溶剂油、硝基苯、粗苯、异丙醚、n-503等作为萃取剂。含酚废水成分复杂,含单元酚和多元酚,其中单元酚多为挥发酚。根据现有技术,挥发酚的脱除率一般在90%左右,有些萃取剂的脱酚率高,但其在水中的溶解度高达2%,难以回收。由此可见,现有的萃取剂存在萃取效率低、分离困难、毒性大等问题。
中国专利200610033932.1公开了采用甲基异丁基酮做萃取剂进行萃取脱酚,脱酚后的废水总含酚量可达3000mg/l,cod为2000mg/l,总脱酚率达92%。但甲基异丁基酮在水中的溶解度为2%,废水中的残留量和有机残留物较高,容易造成溶剂损失和二次污染,溶剂再生对经济和技术要求产生重要的影响。
综上所述,现有技术中使用萃取剂对挥发酚进行萃取脱酚处理时,萃取脱酚率低;而采用高效萃取剂时,溶剂在水中的溶解度大,溶剂回收能耗高,损失大,增大了操作费用和技术难度。
技术实现要素:
针对上述高浓度含酚废水萃取技术的不足,本发明提供了一种高效经济的含酚废水萃取的方法,提高了对含挥发酚的脱除效率,降低了溶剂损耗,是脱酚废水达到生化处理的水质要求。
本发明所采用的技术方案:一种含高浓度酚废水的处理方法,依次包括下述步骤:
⑴前处理
去除含高浓度酚废水中的杂质;
⑵萃取
将dmc+mibk+环己烷的混合液与步骤⑴中处理过后的含酚废水按照体积比1:1~10以逆流萃取的方式装入萃取容器中,在10~70℃快速搅拌10~30min后静置20~120min;
⑶分离
将步骤⑵静置后的溶液利用重力流分离出下层萃余相和上层萃取相,用气相色谱法分析萃余相中酚类物质的含量;
⑷回收萃取剂
将步骤⑶中的萃取相精馏,得到脱酚萃取剂和粗酚,脱酚萃取剂循环用于萃取含高浓度酚废水;
⑸后处理
将步骤⑶中的萃余相进行精馏,得到残留的脱酚萃取剂和脱酚废水。
优选的,所述的酚包括但不限于苯酚,邻甲酚,间甲酚或对甲酚。
优选的,所述的萃取剂dmc+mibk+环己烷由体积分数为50%~80%的主体萃取剂dmc和体积分数为5%~10%的协同萃取剂mibk以及10%~45%的稀释剂环己烷组成。
优选的,所述的dmc+mibk+环己烷的混合液与含挥发酚废水的体积比为1:1~8。
优选的,所述的萃取与搅拌温度为20~50℃;搅拌时间15~25min;静置时间60~120min。
优选的,所述萃取容器为萃取塔。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:(1)本发明较原有萃取剂萃取效果大大提高,且污染小;(2)本发明进行逆流萃取,可同时回收利用;(3)本发明操作简单,费用低;(4)本发明减少水体二次污染,且可多级连续操作。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
将浓度为5000mg/l的含苯酚废水先通过格栅去除杂质;后取dmc+mibk+环己烷的混合液(混合液的比例为50%的dmc、10%的mibk和40%的环己烷)与含酚废水按1:1的体积比以逆流萃取的方式放在萃取容器中,10℃下,在磁力搅拌器上搅拌10min,并在温度为10摄氏度的恒温槽中分层,静置30min后利用重力流分离出下层萃余相和上层萃取相,用气相色谱法测得萃余相中苯酚含量为160mg/l,用差减法计算出一次脱酚率为96.8%。将萃取相精馏,得到脱酚萃取剂和粗酚,脱酚萃取剂循环用于萃取含高浓度酚废水;将萃余相进行精馏,得到残留的脱酚萃取剂和脱酚废水。
实施例2
将浓度为2000mg/l的含苯酚废水先通过格栅去除杂质,后取dmc+mibk+环己烷的混合液(混合液的比例为60%的dmc、10%的mibk和30%的环己烷)与含酚废水按1:4的体积比以逆流萃取的方式放在萃取容器中,25℃下,在磁力搅拌器上搅拌15min,并在温度为10℃的恒温槽中分层,静置60min后利用重力流分离出下层萃余相和上层萃取相,用气相色谱法测得萃余相中苯酚含量为1020mg/l,用差减法计算出一次脱酚率为94.9%。将萃取相精馏,得到脱酚萃取剂和粗酚,脱酚萃取剂循环用于萃取含高浓度酚废水;将萃余相进行精馏,得到残留的脱酚萃取剂和脱酚废水。
实施例3
将浓度为4000mg/l的含邻甲酚废水先通过格栅去除杂质,后取dmc+mibk+环己烷的混合液(混合液的比例为70%的dmc、5%的mibk和25%的环己烷)与含酚废水按1:8的体积比以逆流萃取的方式放在萃取容器中,25℃下,在磁力搅拌器上搅拌15min,并在温度为40℃的恒温槽中分层,静置60min后利用重力流分离出下层萃余相和上层萃取相,用气相色谱法测得萃余相中苯酚含量为2180mg/l,用差减法计算出一次脱酚率为94.55%。将萃取相精馏,得到脱酚萃取剂和粗酚,脱酚萃取剂循环用于萃取含高浓度酚废水;将萃余相进行精馏,得到残留的脱酚萃取剂和脱酚废水。
实施例4
将浓度为5000mg/l的含间甲酚废水先通过格栅去除杂质,后取dmc+mibk+环己烷的混合液(混合液的比例为75%的dmc、5%的mibk和20%的环己烷)与含酚废水按1:8的体积比以逆流萃取的方式放在萃取容器中,30℃下,在磁力搅拌器上搅拌15min,并在温度为10℃的恒温槽中分层,静置60min后利用重力流分离出下层萃余相和上层萃取相,用气相色谱法测得萃余相中苯酚含量为1894mg/l,用差减法计算出一次脱酚率为96.4%。将萃取相精馏,得到脱酚萃取剂和粗酚,脱酚萃取剂循环用于萃取含高浓度酚废水;将萃余相进行精馏,得到残留的脱酚萃取剂和脱酚废水。
实施例5
将浓度为10000mg/l的含对甲酚废水先通过格栅去除杂质,后取dmc+mibk+环己烷的混合液(混合液的比例为80%的dmc、5%的mibk和15%的环己烷)与含酚废水按1:8的体积比以逆流萃取的方式放在萃取容器中,40℃下,在磁力搅拌器上搅拌15min,并在温度为25℃的恒温槽中分层,静置30min后利用重力流分离出下层萃余相和上层萃取相,用气相色谱法测得萃余相中苯酚含量为64.45mg/l,用差减法计算出一次脱酚率为99.4%。将萃取相精馏,得到脱酚萃取剂和粗酚,脱酚萃取剂循环用于萃取含高浓度酚废水;将萃余相进行精馏,得到残留的脱酚萃取剂和脱酚废水。
实施例6
将浓度为20000mg/l的含苯酚废水先通过格栅去除杂质,后取dmc+mibk+环己烷的混合液(比例为80%+10%+10%)与含酚废水按1:10的体积比以逆流萃取的方式放在萃取塔中,60℃下,在磁力搅拌器上搅拌15min,并在温度为25℃的恒温槽中分层,静置30min后利用重力流分离出下层萃余相和上层萃取相,用气相色谱法测得萃余相中苯酚含量为135.28mg/l,用差减法计算出一次脱酚率为99.3%。将萃取相精馏,得到脱酚萃取剂和粗酚,脱酚萃取剂循环用于萃取含高浓度酚废水;将萃余相进行精馏,得到残留的脱酚萃取剂和脱酚废水。
对于本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及变形,而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。