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????絡合萃取原理:絡合萃取是基于溶質的Lewis酸(或堿)性官能團與萃取劑的Lewis堿(或酸)性官能團的相互作用而進行分離的一種方法。該法既???留了化學萃取高選擇性的優點,又克服了其可逆性較差的不足,同時還具有物理萃取操作簡便、成本低廉等優點。所以絡合萃取技術在分離有機酚、堿、酸和兩性有機物等方面具有潛在的優勢,尤其是對于工業廢水處理具有優勢。
????根據絡合萃取原理,選擇以磷酸三丁醋CTBP)為萃取劑,以正辛醇為稀釋劑,將二者混合組成一油相體系處理高濃度含酚廢水。通過單因素實驗考察萃取劑濃度、平衡時間、pH、相比和萃取溫度等因素對萃取率的影響,確定萃取工藝條件。
????萃取率:萃取體系達到平衡后,被萃取物質進入有機相中的量(包括溶質的各種分子形式)與原始料液中被萃取物質的總量比的百分數,以E表示。
????(1)萃取劑濃度的選擇
????以正辛醇為稀釋劑,分別配制濃度為30%, 35%, 40%, 45%, 50%和55%的磷酸三丁酷溶液。取25 mL苯酚模擬廢水(5000 mg/L)于250 mL碘量瓶中,用飽和氫氧化鈉溶液和濃硫酸調節pH至6.0,然后與萃取劑按油水比為2.0混合。在室溫下,置于水浴振蕩器中振蕩60 min,振蕩頻率為175 r/min。靜置分層后,用250 mL分液漏斗進行兩相分離。
????(2)平衡時間對萃取率的影響
????取25mL模擬苯酚廢水(5000 mg/L)于250 mL碘量瓶中,用飽和氫氧化鈉溶液和濃硫酸調節pH至6.0,然后與40%TBP萃取劑按油水比為2.0混合。在室溫下置于恒溫水浴振蕩器中,分別振蕩40, 50, 55,?60, 65和70 min,振蕩頻率為175 r/min。靜置分層后,用250 mL分液漏斗進行兩相分離。
????(3) pH對萃取率的影響
????取25 mL苯酚模擬廢水(5000 mg/L)于250mL碘量瓶中,用飽和氫氧化鈉溶液和濃硫酸調節其pH至5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0和8.0,然后與40 % TBP萃取劑按油水比為2.0混合。在室溫下置于恒溫水浴振蕩器中,振蕩60 min,振蕩頻率為175 r/min。靜置分層后,用250 mL分液漏斗進行兩相分離。
????(4)相比對萃取率的影響
????取25 mL苯酚模擬廢水于250 mL碘量瓶中,用飽和氫氧化鈉溶液和濃硫酸調節pH至6.0,然后與40%TBP萃取劑分別按油水相比為0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5和3.0混合。在室溫下置于恒溫水浴振蕩器中,振蕩55min,振蕩頻率為175 r/min。靜置分層后,用250 mL分液漏斗進行兩相分離。
????(5)含酚廢水初始濃度對萃取率的影響
????取25 mL濃度分別為3000,5000和10000 mg/L苯酚模擬廢水于250 mL碘量瓶中,用飽和氫氧化鈉溶液和濃硫酸調節其pH至6.0,然后與40%的萃取劑按油水比為2.0混合。置于恒溫水浴振蕩器中,振蕩60 min,振蕩頻率為175 r/min。靜置分層后,用250 mL分液漏斗進行兩相分離。
????6 ) TBP萃取苯酚的機理與熱效應
????①TBP萃取苯酚的機理
????取25 mL苯酚模擬廢水(5000 m創L)于250 mL碘量瓶中,用飽和氫氧化鈉溶液和濃硫酸調節pH至6.0,然后分別與2.66, 3.35, 4.22, 5.31, 6.69和8.42 g/L的萃取劑混合。在室溫下置于恒溫水浴振蕩器中,振蕩60 min,振蕩頻率為175 r/min。靜置分層后,用250 mL分液漏斗進行兩相分離。
????② TBP萃取苯酚的熱效應
取25 mL苯酚模擬廢水(5000 mglL)于250 mL碘量瓶中,用飽和氫氧化鈉溶液和濃硫酸調節pH至6.0,然后與40%的萃取劑按油水比為2.0混合。分別在13, 21, 25, 30和35℃下置于水浴振蕩器中,振蕩60 min,振蕩頻率為175 r/min o靜置分層后,用250 mL分液漏斗進行兩相分離。
????本文采用萃取一吸附組合工藝對含酚廢水進行了深度處理,即首先以磷酸三丁酯(TBP)為萃取劑,對高濃度含酚廢水進行萃取處理,再用NaOH溶液進行反萃處理,回收苯酚。再以CTA為改性劑,對木屑進行季按化改性制備陽離子木屑纖維素吸附劑。以制得的陽離子木屑纖維素吸附劑對經萃取預處理的低濃度含酚廢水進行吸附處理。通過單因素實驗,確定了萃取、反萃、改性、吸附等工藝的條件,并在工藝條件下,對氟苯生產廢水進行了處理。得出的具體結論如下:
????1)萃取工藝條件:TBP濃度為40%,平衡時間為60 min, pH為6.0,油水相比為2.0,萃取溫度為室溫。此工藝條件下,對濃度為3 000 mg/L的苯酚模擬廢水處理后,出水苯酚濃度為16.5 m,萃取率為99.45%。TBP絡合萃取苯酚所形成絡合物的組成為C6HSOH}(TBP), TBP萃取苯酚的反應為一放熱反應。
????反萃工藝條件:反萃相比為1.0,反萃時間為60 min, NaOH溶液的濃度為3%。此工藝條件下,反萃率為98.91%0
????2)改性工藝條件:CTA/MC質量比為1.5,醚化反應時間為2.5 h醚化反應溫度為35℃,NaOH溶液質量分數為30%。
吸附工藝條件為:吸附劑用量為3.0 g, pH值為8.0,吸附時間為90 min,吸附溫度為室溫。此條件下處理100 mL苯酚模擬溶液(50 mg/L)的吸附率可達99.3%,吸附容量為1.660mg/g。季錢化木屑纖維素吸附劑對水溶液中苯酚的吸附過程為一放熱過程,在吸附過程中存在著化學吸附。
????3)經萃取一吸附組合工藝處理后,苯酚總去除率高達99.98%,苯酚回收率高達93.4%,出水苯酚濃度低于《污水排放綜合標準》的一級標準限值(0.5 mg/L ) 。
????4)萃取一吸附組合工藝工藝簡單,處理費用低廉,易于實現工業化,具有良好的應用前景。本項目研究成果可在煤氣、焦化、煉油、冶金、機械制造、玻璃、石油化工、木材纖維、化學有機合成工業、塑料、醫藥、農藥、油漆等行業內推廣應用,可以確保出水的達標排放,實現廢水的資源化,同時可以為企業節約一定的治理成本。
????由于時間有限,本論文在研究過程中尚存在一些問題與不足,在此作一簡要歸納,以便進一步探討。
????1)實驗中僅以氟苯生產廢水為研究對象,檢驗了萃取一吸附工藝的處理效果,該工藝是否適用于其它行業的廢水,尚需作進一步研究。
????2)對萃取劑的選擇未作深入研究,是否存在性能更優的萃取劑,尚需在今后的實驗中作進一步的探討。
????3)對動態吸附的研究較少,僅討論了流速對吸附率的影響,而對進水方式、吸附柱的特性對吸附效果的影響,尚需作進一步的研究。
????4)對實際含酚廢水的處理效果比對苯酚模擬廢水的處理效果要差,原因是氟苯生產廢水中含有的苯胺??F一或石油醚類等物質競爭萃取??吸附,對實際廢水的除氟預處理的效果直接影響后續的萃取一吸附組合工藝的處理效果。因此,必須強化除氟預處理的處理效果,確保出水的穩定達標。
????5)部分企業產生的廢水中苯酚濃度遠遠高于3000 m留L,采用本工藝處理很難實現達標排放,建議將工藝調整為多級萃取一吸附組合工藝,或在吸附工藝前增加生化工藝,即采用萃取一生化一吸附的組合工藝來提高處理效果,確保出水的達標排放。
????6)本工藝使用的萃取劑和稀釋劑有一定的水溶性,會增大廢水的coD}r,導致很難實現廢水C