離心萃取機(jī)液液萃取技術(shù)處理煉油廠含酚廢水

-.z.離心萃取機(jī)液液萃取技術(shù)處理煉油廠含酚廢水離心萃取機(jī)液液萃取技術(shù)處理煉油廠含酚廢水摘要:用溶劑萃取法對(duì)煉油含酚廢水脫酚處理。對(duì)3種不同含酚廢水分別確定各自的最正確工藝條件。磷酸三丁酯(TBP)-柴油為T(mén)BP體積10%，萃取比1:1,pH值與溫度沒(méi)有影響。碳酸二甲酯(DMC)-正己烷為DMC體積50%，萃取比1：1,pH值與溫度沒(méi)有影響。N503一柴油為N503體積30%，萃取比1:2,pH值為3:4，溫度沒(méi)有影響。酚類化合物是一種原型質(zhì)毒物，對(duì)一切生物個(gè)體都有毒害作用。酚類化合物是美國(guó)國(guó)家環(huán)保局列出的129種優(yōu)先控制的污染物之一。含酚廢水在我國(guó)水污染控制中也被列為重點(diǎn)解決的有害廢水之一。目前，工業(yè)含酚廢水處理有化學(xué)氧化法、燃燒法、蒸汽法、吸附法、生化法、溶劑萃取法、乳狀液膜法、超聲波法、光催化分解法和超臨界法等。溶劑萃取法不僅設(shè)備投資少、占地面積小、操作方便、能耗低，而且能夠有效回收利用廢水中的酚類物質(zhì)，更適用于高濃度含酚廢水。本文主要針對(duì)煉油廠排出的經(jīng)去油及蒸餾的煉油廢水，采用溶劑萃取法進(jìn)展處理。1.實(shí)驗(yàn)1.1試劑和儀器含酚廢水，取自石化廠的煉油排放廢水，經(jīng)預(yù)處理;柴油;碳酸二甲酯，分析純;磷酸三丁酯，分析純;N-503;其他試劑均為分析純。THZ-82水浴恒溫振蕩器;恒溫水浴鍋;可調(diào)萬(wàn)用電爐;電熱恒溫枯燥箱;電子分析天平;ZD-2型自動(dòng)電位滴定儀?！搽x心萃取機(jī)液液萃取技術(shù)處理煉油廠含酚廢水〕1.2實(shí)驗(yàn)方法磷酸三丁酯柴油萃取將含酚廢水進(jìn)展過(guò)濾。取一定體積的煉油廢水調(diào)到所需要的pH值。將磷酸三丁酯與柴油按照一定的體積比例混合成需要濃度的萃取劑，然后將一定體積的萃取劑與一定體積的煉油廢水按照萃取比共同放入250mL碘量瓶中。將碘量瓶放入水浴恒溫振蕩器中，在衡定溫度下振蕩一定時(shí)間后，將碘量瓶中的混合溶液移入250mL分液漏斗中靜置分層，量取下層液體的體積，量取一定體積的下層液體進(jìn)展嗅化滴定分析酚含量。將經(jīng)過(guò)萃取的富含酚的萃取劑與一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的反萃取劑氫氧化鈉溶液，按照一定的反萃取比共同放入250mL碘量瓶中，放入水浴恒溫振蕩器中，恒溫振蕩一定時(shí)間后，將碘量瓶中的液體移入250mL分液漏斗中靜置分層，量取下層液體的體積，并且量取一定體積的下層液體進(jìn)展嗅化滴定分析，計(jì)算酚含量?！搽x心萃取機(jī)液液萃取技術(shù)處理煉油廠含酚廢水〕碳酸二甲酯一正己烷溶液萃取取一定體積的煉油廢水調(diào)到所需要的pH值。將碳酸二甲酯與正己烷按照一定的體積比例混合成萃取劑，然后將一定體積的萃取劑與一定體積的煉油廢水按照萃取比共同放入250mL碘量瓶中，放入水浴恒溫振蕩器中，在衡定溫度下振蕩一定時(shí)間后，將混合溶液移入250mL玻璃分液漏斗中靜置分層，量取下層液體的體積，量取一定體積的下層液體進(jìn)展嗅化滴定分析酚含量。1.2.3

N503一柴油溶液萃取將N-503與柴油按照一定的體積比例混合成萃取劑，調(diào)節(jié)N-503與柴油混合溶液的pH至3~4。混合溶液的pH調(diào)節(jié)使用酯酸溶液。然后將一定體積的萃取劑與一定體積的煉油廢水共同放入250mL碘量瓶中。含酚廢水的pH值調(diào)節(jié)使用氫氧化鈉溶液或鹽酸溶液。將碘量瓶放入水浴恒溫振蕩器中，在衡定溫度下振蕩一定時(shí)間后，將碘量瓶中的溶液移入250mL分液漏斗中靜置分層，取下層液體分析?！搽x心萃取機(jī)液液萃取技術(shù)處理煉油廠含酚廢水〕2結(jié)果與討論2.1磷酸三丁酯一柴油做萃取劑萃取劑中磷酸三丁酯組成的選定配制了四種磷酸三丁酯與稀釋劑柴油不同體積比組成的絡(luò)合萃取劑，在萃取比R為1:1，溫度為25℃,pH=8.5條件下進(jìn)展萃取比照實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。可見(jiàn)，兩相澄清的時(shí)間逐漸增大，酚濃度逐漸減小。萃取效率隨有效組分TBP的增加而增大，但變化很小。TBP的組成從10%~50%，脫酚率都可以到達(dá)99%以上。從脫酚率與萃取劑本錢(qián)等各個(gè)方面的綜合考慮，決定選用TBP濃度為10%的柴油溶液作為萃取劑。溫度對(duì)萃取劑性能的影響在TBP組成為10%，萃取比為1:1,pH=8.5下，考察不同溫度對(duì)萃取劑性能的影響。不同溫度下一級(jí)萃取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。溫度對(duì)萃取劑的性能影響不顯著，較高的溫度不利于萃取劑與酚形成絡(luò)合物，從而降低了萃取效率。在75℃時(shí)，酚濃度降至51.3mg/L，脫酚率高于99.2%萃取相比對(duì)萃取效果的影響在TBP組成10%。θ一25℃.pH=8.5條件下，考察了萃取劑按照不同萃取比對(duì)性質(zhì)一樣的廢水的萃取效果，結(jié)果見(jiàn)表3。表3說(shuō)明萃取劑對(duì)廢水萃取效果隨萃取比的下降而明顯下降，當(dāng)萃取比為1：5時(shí)，萃取率為95.3%。萃取比小于1：5時(shí)萃取效果下降明顯。當(dāng)萃取比為1:8時(shí)，萃取率為77.6%。當(dāng)萃取比為1：10時(shí)，萃取率僅僅為62.78%。這是因?yàn)轶w系發(fā)生的絡(luò)合反響是一可逆反響，體系中參與絡(luò)合反響的TBP與總TBP之比即萃取容量利用率到達(dá)一定程度后，絡(luò)合反響趨于平衡所致。因此，萃取比不宜小于1：5.2.1.4

pH值對(duì)萃取劑性能的影響在TBP組成10%,R=1：1,θ=25℃條件下，考察了pH值對(duì)萃取劑性能的影響，數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。由表4可知，pH值在8.0~9.5內(nèi)變化對(duì)萃取劑性能影響不大，萃取劑性能隨pH值得升高而明顯降低。這是由于當(dāng)pH值較高時(shí)酚類主要以酚鈉鹽的形式存在，通過(guò)絡(luò)合反響除酚較困難，因此操作中pH值應(yīng)小于9.5.2.2以碳酸二甲酉旨正己烷做萃取劑配制了6種DMC與正己烷組成絡(luò)合萃取劑，在萃取比為1：1,θ=25℃,pH一8.5條件下進(jìn)展比照實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)見(jiàn)表5?？梢?jiàn)，DMC組成越大，萃取的效果越好。DMC的組成30%增長(zhǎng)到8000，萃取率從85.40%增長(zhǎng)到97.77%。雖然DMC的組成為80%時(shí)，萃取率為97.77%，但同時(shí)DMC的組成影響兩相流動(dòng)和分層效果、分層時(shí)間，并且增加萃取劑本錢(qián)。因此綜合考慮，選用DMC濃度為50%的正己烷溶液作為萃取劑。在DMC組成為50%。Θ=25℃.pH=8.5條件下，考察不同萃取比的萃取效果，分別在萃取比為1：1,1：2,1：5.1：6.1：8.1：10時(shí)做脫酚比照實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表6?？梢?jiàn)，萃取比對(duì)萃取效果的影響非常大。萃取比越大，含酚濃度越低，同時(shí)萃取率越好。當(dāng)萃取比為1：1時(shí)，酚濃度為665.88mg/L，萃取率為90.5%。但是當(dāng)萃取比降為1：10時(shí)，酚濃度為5826.13mg/L，萃取率僅僅到達(dá)了19.97%。因此選取萃取比為1：1.在碳酸二甲酯組成為50%，萃取比為1：1,振蕩溫度為25℃的條件下，考察不同的pH值對(duì)萃取機(jī)性能及萃取效果的影響，數(shù)據(jù)見(jiàn)表7。pH值的變化對(duì)萃取性能沒(méi)有較大的影響。隨著pH值的增加，酚濃度的變化不大，pH值為8.5時(shí)酚濃度僅僅增加到665.88mg/L。在pH=1時(shí)，萃取率為92.6%;pH=8.5時(shí)，萃取率為90.5%。2.3以N503一柴油溶液做萃取劑以N503一柴油做萃取劑的最正確工藝進(jìn)展萃取實(shí)驗(yàn)與以磷酸三丁酯和碳酸二甲酯做萃取劑時(shí)的萃取實(shí)驗(yàn)進(jìn)展比擬。在萃取劑N503的組成為30%，pH=3~4，萃取比為1：2的條件下做萃取實(shí)驗(yàn)。萃取后酚濃度為298.05mg/L,萃取率為95.8%。2.4

3種萃取劑比擬比擬3種萃取劑所做的萃取實(shí)驗(yàn)可以看出，磷酸三丁酯的萃取率到達(dá)99%以上，碳酸二甲酯的萃取率到達(dá)90%以上，N503的萃取率到達(dá)95%以上，萃取率都比擬高，其中磷酸三丁酯的萃取率最好，磷酸三丁酯和N503要比碳酸二甲酯用量節(jié)省。雖然碳酸二甲酯的稀釋劑正己烷的用量比磷酸三丁酯和N503的稀釋劑柴油要少一些，但是正己烷的價(jià)格要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于柴油的價(jià)格。磷酸三丁酯與N503相比，磷酸三丁酯比N503低廉。因此從萃取劑溶液來(lái)看使用磷酸三丁酉旨柴油溶液做萃取實(shí)驗(yàn)比使用碳酸二甲酉旨正己烷溶液和N503一柴油溶液要好。從萃取比的角度分析:磷酸三丁酯的萃取比為1：1，碳酸二甲酯的萃取比為1：1,N503的萃取比為1：2，其中N503的萃取比最小。3結(jié)論〔1〕磷酸三丁酯萃取實(shí)驗(yàn)的最正確條件:TBP組成為to0o，萃取比為1：1.〔2