專利名稱：一種用絡(luò)合萃取對磺酸類染料中間體進(jìn)行廢水預(yù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用絡(luò)合萃取對磺酸類染料中間體進(jìn)行廢水預(yù)處理方法，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
染料作為一種重要的精細(xì)化工產(chǎn)品，在日常生活和工業(yè)中應(yīng)用極其廣泛。染料中間體是生產(chǎn)染料不可缺少的原材料，產(chǎn)量相當(dāng)可觀。由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)流程長、副反應(yīng)多，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量成分復(fù)雜、濃度比較高的廢水?；撬犷惾玖现虚g體是其中產(chǎn)量最大、污染最嚴(yán)重的產(chǎn)品之一，尤其是同時含有氨基的雙官能團(tuán)化合物，屬于微生物難降解物質(zhì)，生化處理比較困難，其廢水具有化學(xué)需氧量高(以下簡稱CODCr)、色度高、成分復(fù)雜、含有大量鹽分、呈強酸性，且難以生物降解的特點，對于高濃度磺酸類染料中間體的廢水處理仍缺乏一種有效的方法。
本發(fā)明的目的是提出一種用絡(luò)合萃取對磺酸類染料中間體進(jìn)行廢水預(yù)處理方法，降低廢水的CODCr值和主要污染物含量，使其滿足生化處理工藝或其它的二次末端處理方法的要求，實現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放。
本發(fā)明的基本工藝流程為，廢水經(jīng)多級逆流萃取凈化后，廢水中磺酸類物質(zhì)等主要成分在溶劑相富集，萃取劑經(jīng)再生后循環(huán)使用，殘留廢水的各項指標(biāo)滿足生化處理工藝或其它的二次末端處理方法的要求。
本發(fā)明的用絡(luò)合萃取對磺酸類染料中間體進(jìn)行廢水預(yù)處理方法，包括以下兩個步驟1、制備萃取劑，其成分為絡(luò)合劑+助溶劑+稀釋劑，萃取劑的體積配比為絡(luò)合劑占10％～50％，助溶劑占5～40％，其余為稀釋劑，其中絡(luò)合劑為三烷基胺或氯化甲基季銨鹽，助溶劑為辛醇，稀釋劑為煤油，將絡(luò)合劑、助溶劑、稀釋劑按照上述體積比例在常溫下混合均勻，即為萃取劑；2、以上述制備的混合溶劑為萃取劑，在常溫下，對磺酸類染料中間體廢水進(jìn)行多級萃取，在萃取操作中，體積相比范圍為萃取劑∶水相=0.3～1.5∶1，對廢水進(jìn)行多級萃取時，將萃取劑和廢水以上述相比加入到分液器中，在常溫下，劇烈搖動，萃取10分鐘以上，使兩相達(dá)到萃取平衡；將萃取溶液在常溫下靜置，待分相后，分離有機(jī)相和水相，測定pH值為酸性，并測定水相中磺酸類物質(zhì)的含量。根據(jù)物料衡算求出有機(jī)相中被萃磺酸類物質(zhì)濃度。剩余水相同樣按照與第一級相同的相比加入分液漏斗中進(jìn)行第二級萃取，其中萃取相為貧溶劑，達(dá)到平衡后分相，取樣分析，剩余水相與貧溶劑進(jìn)行第三級萃取，如此類推，直到萃殘液中磺酸類物質(zhì)去除率達(dá)到要求為止。
對每一級萃取過程進(jìn)行取樣分析pH值、磺酸類物質(zhì)濃度的目的是為了判斷廢水被處理的程度，以便進(jìn)行工業(yè)設(shè)計。
為了回收利用萃取劑，可以采用氫氧化鈉、鹽酸溶液對負(fù)載溶質(zhì)的萃取劑進(jìn)行多級反萃再生(溶質(zhì)的析出或濃縮)。在反萃操作中，操作體積相比為反萃液/萃取劑=1∶1～5。廢水中的酸在反萃液中得到富集，最終實現(xiàn)溶劑的再生。在溶劑再生過程中，分別以氫氧化鈉、鹽酸溶液為反萃液，對富溶劑進(jìn)行反萃模擬實驗。取15ml富溶劑加入到50ml具塞錐形瓶中，再加入等體積的反萃液，置于HZQ-F型全溫空氣浴振蕩器中，在常溫下以220min-1的速度振蕩30分鐘，達(dá)到反萃平衡，測定有機(jī)相中磺酸類物質(zhì)的濃度。然后取經(jīng)第一級反萃的有機(jī)溶劑與反萃液以同樣的方法進(jìn)行第二級反萃，如此類推。
本項發(fā)明的用絡(luò)合萃取對磺酸類染料中間體進(jìn)行廢水預(yù)處理方法，選擇三烷基胺、氯化甲基季銨鹽作為萃取劑，廢水中幾乎所有難降解磺酸類有機(jī)物以及在生產(chǎn)中所生成易溶于有機(jī)相的有機(jī)副產(chǎn)物萃入有機(jī)相，萃取劑經(jīng)反萃液反萃后可循環(huán)使用，經(jīng)處理過的廢水可符合生化降解或其它的二次末端處理方法的要求。本發(fā)明的絡(luò)合萃取方法，由于在極性有機(jī)稀溶液體系中的高選擇性和高效性，已成功地用于苯酚、苯胺、有機(jī)酸的提取回收。
下面介紹
具體實施例方式實施例1:DSD酸生產(chǎn)廢水外觀呈深褐色透明，pH值1.64，磺酸類物質(zhì)濃度為363.7mg·L-1，含鹽量4.9％。采用2種不同的萃取劑，①體積濃度20％三烷基胺+30％辛醇+50％煤油、②體積濃度10％氯化甲基季銨鹽+20％辛醇+70％煤油，對DSD酸生產(chǎn)廢水進(jìn)行多級萃取，廢水與萃取劑以1∶1的體積相比加入到300ml的分液漏斗中，體積總量為240ml，蓋上瓶塞，在常溫下，劇烈搖動，萃取10min，使兩相達(dá)到萃取平衡；再將平衡后的溶液在常溫下靜置，分相，10min后分離有機(jī)相和水相，采用紫外分光光度計測定水相磺酸類物質(zhì)濃度、pH值，根據(jù)物料衡算求出有機(jī)相中被萃磺酸類物質(zhì)濃度。剩余水相同樣按照與第一級相同的相比加入分液漏斗中進(jìn)行第二級萃取，其中萃取相為貧溶劑，達(dá)到平衡后分相、取樣分析，剩余水相以貧溶劑進(jìn)行第三級萃取，如此類推。實驗表明，采用萃取劑①經(jīng)五級錯流萃取處理后，磺酸類物質(zhì)去除率達(dá)到99.1％，采用萃取劑②經(jīng)三級錯流萃取處理后，磺酸類物質(zhì)去除率達(dá)到100％。經(jīng)處理后的廢水外觀呈無色透明。
實施例2:H酸生產(chǎn)廢水外觀呈棕黑色不透明，pH值1.10，磺酸類物質(zhì)濃度為6047.0mg·L-1，含鹽量10.1％。采用體積濃度30％三烷基胺+40％辛醇+30％煤油作為萃取劑，對H酸生產(chǎn)廢水進(jìn)行多級萃取，以體積相比(萃取相/廢水)為0.75∶1相比加入到300ml的分液漏斗中，體積總量為240ml，蓋上瓶塞，在常溫下，劇烈搖動，萃取30分鐘，使兩相達(dá)到萃取平衡；再將平衡后的溶液在常溫下靜置，分相，10分鐘后分離有機(jī)相和水相，測定水相磺酸類物質(zhì)濃度、pH值，根據(jù)物料衡算求出有機(jī)相中被萃磺酸類物質(zhì)濃度。剩余水相同樣按照與第一級相同的相比加入分液漏斗中進(jìn)行第二級萃取，其中萃取相為貧溶劑，達(dá)到平衡后分相、取樣分析，剩余水相以貧溶劑進(jìn)行第三級萃取。實驗表明，經(jīng)三級錯流萃取處理后，磺酸類物質(zhì)去除率達(dá)100％，處理后廢水外觀呈無色透明。
實施例3苯胺2,5-雙磺酸生產(chǎn)廢水外觀呈深黃褐色透明，pH值0.50，磺酸類物質(zhì)濃度為7518.0mg·L-1，含鹽量11.5％。采用體積濃度40％三烷基胺+40％辛醇+20％煤油作為萃取劑，對苯胺2,5-雙磺酸生產(chǎn)廢水進(jìn)行多級萃取，以體積相比(萃取相/廢水)為1.5∶1加入到300ml的分液漏斗中，體積總量為240ml，蓋上瓶塞，在常溫下，劇烈搖動，萃取50分鐘，使兩相達(dá)到萃取平衡；再將平衡后的溶液在常溫下靜置，分相，10分鐘后分離有機(jī)相和水相，測定水相磺酸類物質(zhì)濃度、pH值，根據(jù)物料衡算求出有機(jī)相中被萃磺酸類物質(zhì)濃度。剩余水相同樣按照與第一級相同的相比加入分液漏斗中進(jìn)行第二級萃取，其中萃取相為貧溶劑，達(dá)到平衡后分相、取樣分析，剩余水相以貧溶劑進(jìn)行第三級萃取，如此類推。實驗表明，經(jīng)六級錯流萃取處理后，磺酸類物質(zhì)去除率達(dá)97.3％以上，處理后廢水外觀呈淺黃色透明。
實施例4間氨基苯磺酸生產(chǎn)廢水外觀呈黃褐色透明，pH值1.24，磺酸類物質(zhì)濃度為50401.0mg.L-1，含鹽量10.0％。采用體積濃度20％三烷基胺+30％辛醇+50％煤油作為萃取劑，對間氨基苯磺酸生產(chǎn)廢水進(jìn)行多級萃取，以體積相比(萃取相/廢水)為1∶1加入到300ml的分液漏斗中，體積總量為240ml，蓋上瓶塞，在常溫下，劇烈搖動，萃取60分鐘，使兩相達(dá)到萃取平衡；再將平衡后的溶液在常溫下靜置，分相，10分鐘后分離有機(jī)相和水相，測定水相磺酸類物質(zhì)濃度、pH值，根據(jù)物料衡算求出有機(jī)相中被萃磺酸類物質(zhì)濃度。剩余水相同樣按照與第一級相同的相比加入分液漏斗中進(jìn)行第二級萃取，其中萃取相為貧溶劑，達(dá)到平衡后分相、取樣分析，剩余水相以貧溶劑進(jìn)行第三級萃取，如此類推。實驗表明，經(jīng)三級錯流萃取處理后，磺酸類物質(zhì)去除率達(dá)98％以上，處理后的廢水外觀呈淺黃色透明。
實施例5取實施例1、2中萃取過廢水的第一級負(fù)載有機(jī)相進(jìn)行溶劑反萃取再生實驗。記為①負(fù)載DSD酸生產(chǎn)廢水的20％三烷基胺+30％辛醇+50％煤油溶劑、②負(fù)載DSD酸生產(chǎn)廢水的10％氯化甲基季銨鹽+20％辛醇+50％煤油溶劑、③負(fù)載H酸生產(chǎn)廢水的30％三烷基胺+40％辛醇+30％煤油溶劑。對①以質(zhì)量濃度10％氫氧化鈉溶液為反萃液分別在25℃和50℃下進(jìn)行反萃模擬實驗，對②以質(zhì)量濃度6％的HCl溶液為反萃液在25℃下進(jìn)行反萃模擬實驗，對③以質(zhì)量濃度10％氫氧化鈉溶液為反萃液在25℃下進(jìn)行反萃模擬實驗。取15ml負(fù)載后的萃取劑加入到50ml具塞錐形瓶中，再加入等體積的反萃液，置于HZQ-F型全溫空氣浴振蕩器中，在常溫下以220min-1的速度振蕩30分鐘，達(dá)到反萃平衡，測定水相中磺酸類物質(zhì)的濃度，根據(jù)物料衡算求出有機(jī)相中磺酸類物質(zhì)濃度。定義反萃平衡后有機(jī)相中磺酸類物質(zhì)濃度減少量與初始有機(jī)相中濃度之比為反萃率。實驗結(jié)果表明，選取的反萃液對負(fù)載萃取劑均有較好的反萃作用，可以實現(xiàn)100％反萃。
權(quán)利要求
1.一種用絡(luò)合萃取對磺酸類染料中間體進(jìn)行廢水預(yù)處理方法，其特征在于該方法包括以下兩個步驟(1)制備萃取劑，其成分為絡(luò)合劑+助溶劑+稀釋劑，萃取劑的體積配比為絡(luò)合劑占10％～50％，助溶劑占5～40％，其余為稀釋劑，其中絡(luò)合劑為三烷基胺或氯化甲基季銨鹽，助溶劑為辛醇，稀釋劑為煤油，將絡(luò)合劑、助溶劑、稀釋劑按照上述體積比例在常溫下混合均勻，即為萃取劑；(2)以上述制備的混合溶劑為萃取劑，在常溫下，對磺酸類染料中間體廢水進(jìn)行多級萃取，在萃取操作中，體積相比范圍為萃取劑∶水相=0.3～1.5∶1，對廢水進(jìn)行多級萃取時，將萃取劑和廢水以上述相比加入到分液器中，在常溫下，劇烈搖動，萃取10分鐘以上，使兩相達(dá)到萃取平衡；將萃取溶液在常溫下靜置，待分相后，分離有機(jī)相和水相，測定pH值為酸性，并測定水相中磺酸類物質(zhì)的含量。根據(jù)物料衡算求出有機(jī)相中被萃磺酸類物質(zhì)濃度。剩余水相同樣按照與第一級相同的相比加入分液漏斗中進(jìn)行第二級萃取，其中萃取相為貧溶劑，達(dá)到平衡后分相，取樣分析，剩余水相與貧溶劑進(jìn)行第三級萃取，如此類推，直到萃殘液中磺酸類物質(zhì)去除率達(dá)到要求為止。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用絡(luò)合萃取對磺酸類染料中間體進(jìn)行廢水預(yù)處理方法,首先制備萃取劑,其成分為絡(luò)合劑+助溶劑+稀釋劑,然后用該萃取劑在常溫下對磺酸類染料中間體廢水進(jìn)行多級萃取,直到萃殘液中磺酸類物質(zhì)去除率達(dá)到要求為止。本發(fā)明的絡(luò)合萃取方法,由于在極性有機(jī)稀溶液體系中的高選擇性和高效性,已成功地用于苯酚、苯胺、有機(jī)酸的提取回收。
文檔編號C02F1/26GK1309092SQ0110965
公開日2001年8月22日 申請日期2001年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月16日
發(fā)明者李振宇, 秦?zé)? 戴猷元, 羅學(xué)輝, 符鈺 申請人:清華大學(xué)