專利名稱：一種液－液萃取處理含苯環(huán)化合物廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水的處理方法，特別是一種液-液萃取處理含苯環(huán)化合物廢水的方法。
背景技術(shù)：
在化學(xué)工業(yè)和石油化工、制藥、食品等工業(yè)中所排放的大量工業(yè)廢水，因具有種類多、成分復(fù)雜、CODCr(化學(xué)需氧量)濃度高、可生化性差、有毒有害等特點(diǎn)，若未能進(jìn)行有效的控制和治理，必將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染與破壞。我國(guó)化工、制藥、染料等企業(yè)數(shù)量大，分布面廣，排放的污水中含有大量的有機(jī)物，其中的含苯環(huán)類物質(zhì)則屬于污染面積廣、毒性較大的有機(jī)物。另一方面，含苯環(huán)類有機(jī)物又是重要的化工原料。因此，發(fā)展高效的廢水處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)污染廢水的無(wú)害化及資源的高效利用和循環(huán)利用，是減輕環(huán)境污染的有效途徑。
多年來(lái)，各國(guó)研究者們已經(jīng)研究出了多種治理高濃度含苯環(huán)化合物廢水的方法，如物理法(汽提法、溶劑萃取法)、化學(xué)法(微電解法、試劑氧化法、超臨界水氧化法、超聲波空氣氧化法、臭氧氧化法)和生物法等?；瘜W(xué)方法處理含苯環(huán)化合物廢水的成本較高，將有機(jī)物分解，不利于資源的循環(huán)利用。生物法需先用大量的水稀釋，這樣大大加重了生物處理的負(fù)擔(dān)，增加了成本，同時(shí)也造成了水資源的巨大浪費(fèi)。而物理法中的汽提法不僅對(duì)含苯環(huán)化合物的去除率不高，而且由于廢水中90％以上是水，水的比熱和汽化潛熱大，汽提的能耗極高，少有人采用。
較理想的方法是對(duì)高濃度有機(jī)廢水先采用萃取的方法，提取出大部分或全部的有機(jī)物，使之成為“低濃度的有機(jī)廢水”，再進(jìn)行生化處理，萃取得到的有機(jī)物循環(huán)利用，或進(jìn)一步分離后再利用，如圖1、圖2所示。溶劑萃取法在含苯環(huán)化合物的回收利用上使用廣泛，優(yōu)點(diǎn)是不需加熱或冷卻、能耗低、連續(xù)生產(chǎn)、處理水量大、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作安全、快速、成本低。為了達(dá)到滿意的廢水處理效果，目前一般采用多級(jí)萃取法或萃取法與其他方法協(xié)同處理。對(duì)于有機(jī)物含量較高的廢水有使用苯、甲苯、二甲苯等作為萃取劑的報(bào)道。如鄒和鋒(東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，Vol.25，No.3，P93-94)以甲苯三級(jí)萃取苯胺廢水，苯胺去除率在90％以上。廢水經(jīng)三級(jí)萃取后，CODCr由19060mg/L降至1521mg/L，去除率達(dá)到92％。但上述溶劑存在水中溶解度大、產(chǎn)生二次污染的問(wèn)題，較難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)已有技術(shù)方案的不足，而提供一種液-液萃取處理含苯環(huán)化合物廢水的方法，采用了一種經(jīng)濟(jì)有效、環(huán)境友好的處理含苯環(huán)類有機(jī)物廢水的溶劑，用此溶劑處理后的水的CODCr去除率可達(dá)95％以上，而且，該溶劑應(yīng)能回收、再生后重復(fù)使用，并可從廢水中提取有用的含苯環(huán)類化合物。
本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)完成上述目的。這種液-液萃取處理含苯環(huán)化合物廢水的方法，包括如下步驟1.1)、在常溫下將含苯環(huán)化合物廢水用生物柴油作為萃取溶劑分級(jí)萃取1～5次，也可采用逆流連續(xù)萃取，萃取溶劑與含苯環(huán)化合物廢水的體積比為5∶1～1∶10，PH值為4～10，每次萃取時(shí)間為3～30min，萃取后靜置幾分鐘后分離；1.2)、含苯環(huán)化合物和含生物柴油的萃取相經(jīng)減壓蒸餾分別回收含苯環(huán)化合物，如苯胺、硝基苯等；以及生物柴油，回收的生物柴油仍作為萃取溶劑循環(huán)使用，再生后萃取溶劑生物柴油的性能指標(biāo)基本恢復(fù)到萃取前的水平；1.3)、萃取處理后形成的中低濃度的有機(jī)廢水，再進(jìn)行常規(guī)的生化處理，然后排放。
本發(fā)明中所用的生物柴油(即脂肪酸酯類)為脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯或脂肪酸丙酯，生物柴油常壓時(shí)沸點(diǎn)高于350℃，而含苯環(huán)有機(jī)物的常壓沸點(diǎn)為200℃左右，采用減壓蒸餾，即可將含苯環(huán)化合物與生物柴油分離，且分離較徹底。
萃取時(shí)，廢水的PH值對(duì)萃取效果有很大影響，優(yōu)選的PH值為6～8，以PH為7為最佳。在萃取時(shí)優(yōu)選的萃取溶劑與含苯環(huán)化合物廢水的體積比優(yōu)選的范圍為2∶1～1∶1，最優(yōu)選的萃取級(jí)數(shù)為3次。
本發(fā)明有益的效果1、本發(fā)明采用生物柴油作為萃取劑對(duì)高含量的含苯環(huán)廢水進(jìn)行處理，其操作方法簡(jiǎn)單，條件溫和，效果顯著。經(jīng)過(guò)三級(jí)萃取，可使苯胺廢水的CODCr由80741mg/L降至735mg/L，苯酚廢水的CODCr由14604mg/L降至621mg/L，苯胺和苯酚的去除率分別達(dá)到99.1％和95.7％。
2、本方法所用的萃取劑經(jīng)蒸餾回收后可重復(fù)使用，回收方法經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單，而使用效果基本不變，從而大大節(jié)約了廢水處理的成本。同時(shí)，由于水和生物柴油的相互溶解度極低，常溫下生物柴油在水中的溶解度僅為0.002％，使得處理后水中的生物柴油含量很小，且生物柴油又具有可生物降解的特點(diǎn)，這是其他萃取劑無(wú)法比擬的。
3、采用本發(fā)明的方法，可進(jìn)一步提取回收廢水中有用的化合物，如苯胺、苯酚、硝基苯等。
因此，本發(fā)明的技術(shù)方案處理效果好，運(yùn)行費(fèi)用低，具有明顯的環(huán)境效益和社會(huì)效益，有重要的應(yīng)用價(jià)值。


圖1是原工藝方框流程示意圖；圖2是本發(fā)明的方框流程示意具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例1本發(fā)明所述的液-液萃取處理含苯環(huán)化合物廢水的方法，包括如下步驟1.1)、在常溫下將含苯環(huán)化合物廢水用生物柴油作為萃取溶劑分級(jí)萃取3次，也可采用逆流連續(xù)萃?。槐桨窂U水為自來(lái)水配制，濃度～7838.33μg/mL，CODCr～21267.6mg/L，pH～7.0；取廢水100ml，加入萃取溶劑生物柴油(脂肪酸甲酯)200ml，萃取時(shí)間為10min，萃取后靜置5分鐘后取出水相；再用生物柴油等體積萃取，如上，共進(jìn)行3級(jí)萃取。出水的檢測(cè)結(jié)果為苯胺濃度～1.04μg/mL，CODCr～672.5mg/L。
1.2)、含苯環(huán)化合物和含生物柴油的萃取相經(jīng)減壓蒸餾分別回收含苯環(huán)化合物，如苯胺、硝基苯等；以及生物柴油，回收的生物柴油仍作為萃取溶劑循環(huán)使用，再生后萃取溶劑生物柴油的性能指標(biāo)基本恢復(fù)到萃取前的水平；生物柴油常壓時(shí)沸點(diǎn)高于350℃，而含苯環(huán)有機(jī)物的常壓沸點(diǎn)為200℃左右，采用減壓蒸餾，即可將含苯環(huán)化合物與生物柴油分離，且分離較徹底。
1.3)、萃取處理后形成的中低濃度的有機(jī)廢水，再進(jìn)行常規(guī)的生化處理，然后排放。
實(shí)施例2與實(shí)施例1的不同之處在于
苯胺廢水為自來(lái)水配制，CODCr～80741mg/L，pH～7.0。
取廢水100ml，加入生物柴油(采用脂肪酸乙酯)100ml，萃取10分鐘，靜置5分鐘后取出水相；再用生物柴油等體積萃取，如上，共進(jìn)行3級(jí)萃取。出水的檢測(cè)結(jié)果為CODCr～735mg/L。
實(shí)施例3與實(shí)施例1的不同之處在于苯酚廢水為自來(lái)水配制，CODCr～14604mg/L，pH～7.0。
取廢水100ml，加入生物柴油(脂肪酸丙酯)100ml，萃取10分鐘，靜置5分鐘后取出水相；再用生物柴油等體積萃取，如上，共進(jìn)行3級(jí)萃取。出水的檢測(cè)結(jié)果為CODCr～621mg/L。
實(shí)施例4與實(shí)施例1的不同之處在于取廢水100ml，加入萃取溶劑生物柴油(脂肪酸甲酯)1000ml，萃取時(shí)間為20min，萃取后靜置5分鐘后取出水相；再用生物柴油等體積萃取，如上，共進(jìn)行5級(jí)萃取。
實(shí)施例5與實(shí)施例1的不同之處在于取廢水100ml，加入萃取溶劑生物柴油(脂肪酸乙酯)30ml，萃取時(shí)間為5min，萃取后靜置5分鐘后取出水相；再用生物柴油等體積萃取，如上，共進(jìn)行2級(jí)萃取。
實(shí)施例6與實(shí)施例1的不同之處在于苯酚廢水為自來(lái)水配制，CODCr～14604mg/L，pH～6.0。
取廢水100ml，加入萃取溶劑生物柴油(脂肪酸丙酯)500ml，萃取時(shí)間為15min，萃取后靜置5分鐘后取出水相；再用生物柴油等體積萃取，如上，共進(jìn)行4級(jí)萃取。
權(quán)利要求
1.一種液-液萃取處理含苯環(huán)化合物廢水的方法，其特征在于，主要包括如下步驟1.1)、在常溫下將含苯環(huán)化合物廢水用生物柴油作為萃取溶劑分級(jí)萃取1～5次或逆流連續(xù)萃取，萃取溶劑與含苯環(huán)化合物廢水的體積比為5∶1～1∶10，PH值為4～10，每次萃取時(shí)間為3～30min，萃取后靜置幾分鐘后分離；1.2)、含苯環(huán)化合物和含生物柴油的萃取相經(jīng)減壓蒸餾分別回收含苯環(huán)化合物以及生物柴油，回收的生物柴油仍作為萃取溶劑循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液-液萃取處理含苯環(huán)化合物廢水的方法，其特征在于在步驟1.1)中，所用的生物柴油，即脂肪酸酯類為脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯或脂肪酸丙酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液-液萃取處理含苯環(huán)化合物廢水的方法，其特征是在萃取時(shí)優(yōu)選的PH值為6～8。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液-液萃取處理含苯環(huán)化合物廢水的方法，其特征是在萃取時(shí)最優(yōu)選的PH值為7。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液-液萃取處理含苯環(huán)化合物廢水的方法，其特征在于在萃取時(shí)優(yōu)選的萃取溶劑與含苯環(huán)化合物廢水的體積比為2∶1～1∶1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液－液萃取處理含苯環(huán)化合物廢水的方法，包括如下步驟1.1)、在常溫下將含苯環(huán)化合物廢水用生物柴油作為萃取溶劑分級(jí)萃取1～5次，萃取溶劑與含苯環(huán)化合物廢水的體積比為5∶1～1∶10，pH值為4～10，每次萃取時(shí)間為3～30min，萃取后靜置幾分鐘后分離；1.2)、含苯環(huán)化合物和含生物柴油的萃取相經(jīng)減壓蒸餾分別回收含苯環(huán)化合物；以及生物柴油；1.3)、萃取處理后形成的中低濃度的有機(jī)廢水，再進(jìn)行常規(guī)的生化處理，然后排放。本發(fā)明有益的效果1.操作方法簡(jiǎn)單，條件溫和，效果顯著。2.萃取劑經(jīng)蒸餾回收后可重復(fù)使用，使用效果基本不變，從而大大節(jié)約了廢水處理的成本。3.采用本發(fā)明的方法，可進(jìn)一步提取回收廢水中有用的化合物。
文檔編號(hào)C02F1/26GK1830821SQ200610049940
公開(kāi)日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2006年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月21日
發(fā)明者計(jì)建炳, 于鳳文, 姬登祥, 徐之超, 王建黎, 俞云良 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)