萃取槽含酚廢水中酚分離技術(shù)研究

????摘要:酚類物質(zhì)是工業(yè)廢水中常見(jiàn)高毒性、難降解的有機(jī)污染物，同時(shí)，它又是化工生產(chǎn)中重要的原料之一，本文介紹現(xiàn)階段含酚廢水中酚分離的方法—萃取法、吸附法、蒸汽法和過(guò)濾法等，闡述了近年來(lái)分離方法以及技術(shù)進(jìn)展情況，并對(duì)近年來(lái)的吸附劑、萃取劑等做出介紹，提出了當(dāng)前含酚廢水中酚分離技術(shù)的發(fā)展前景和方向，希望可以為我國(guó)的環(huán)保事業(yè)做出一點(diǎn)貢獻(xiàn)。

????酚類化合物為原型質(zhì)毒物，在美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)總署(EPA)標(biāo)出的129種優(yōu)先控制的污染物之列，它也是我國(guó)優(yōu)先監(jiān)測(cè)的持久性有機(jī)物，己被列入具有致癌性單環(huán)芳烴之列。同時(shí)，酚類化合物又是一種重要的工業(yè)原料，酚類化合物用途十分廣泛，例如殺蟲劑、藥品和染料等，在化工廠、焦化廠、煤氣廠、石油工業(yè)的煉油廠等都會(huì)產(chǎn)生酚類化合物。煤氣生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中的會(huì)產(chǎn)生含酚廢水，它是用大量冷卻水噴淋氣化爐的煤氣而產(chǎn)生的廢水，其成分非常復(fù)雜，包含很多復(fù)雜的酚類化合物。

工業(yè)含酚廢水的處理方法有很多中，其中以微生物法廉價(jià)，而且污染小。但是酚類化合物有毒性，濃度過(guò)高會(huì)抑制微生物的降解作用，而且焦化廢水中的氨氮、硫化物也會(huì)影響處理效果，所以對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)中的含酚廢水應(yīng)先進(jìn)行分離預(yù)處理，以含降低生化處理或者是末級(jí)處理的壓力，同時(shí)也可以對(duì)酚進(jìn)行回收利用，既不污染環(huán)境，又能合理利用資源變廢為寶，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境共同的發(fā)展。含酚廢水的處理方法有很多種，而我們僅從分離的角度對(duì)含酚廢水進(jìn)行探討，希望可以為環(huán)境保護(hù)事業(yè)貢獻(xiàn)自己的一份力量。萃取槽含酚廢水中酚分離技術(shù)研究

1含酚廢水的分離技術(shù)不同物質(zhì)之間的分離，常伴隨著相之間的分離，常見(jiàn)的有吸附、萃取、蒸餾和過(guò)濾等方法。對(duì)于含酚廢水的分離大體也在這四種方法之間衍變，依據(jù)不同的情況和處理?xiàng)l件產(chǎn)生了各種各樣的方法。

1. 1吸附法

????作為傳統(tǒng)的含酚廢水處理技術(shù)，吸附法在早期的處理過(guò)程中發(fā)揮著極其重要的作用。主要是利用吸附劑很大的總比表面積和吸附能力來(lái)達(dá)到廢水處理的效果。常見(jiàn)的吸附劑有活性炭、蒙脫土、樹脂、粉煤灰以及分子篩等。

????活性炭是目前非常普遍的吸附劑，不僅有多孔結(jié)構(gòu)和較大的比表面積，而且孔表面有梭基、輕基、淡基及內(nèi)醋結(jié)構(gòu)，使其吸附性能更強(qiáng)，常常作為末級(jí)處理工藝?；钚蕴糠譃轭w?；钚蕴?、粉末活性炭和柱狀活性炭等，史某研究了后兩種活性炭對(duì)酚類的去除效率，當(dāng)然顆粒活性炭對(duì)苯酚也有很強(qiáng)的吸附能力，但活性炭對(duì)溫度、pH要求較高，因?yàn)檫@些條件往往會(huì)改變它表面的Zeta電位，使其表現(xiàn)出不同的效果。這些年對(duì)活性炭的改性做了大量的研究。例如戮膠基活性炭纖維，KOH和HNO3聯(lián)合改性活性炭等，Tryb。等用TiO2負(fù)載，利用高溫和UV處理活性炭吸附能力提高。不可再生的活性炭還可以作為燃料，并能產(chǎn)生較高的熱值。萃取槽含酚廢水中酚分離技術(shù)研究

????蒙脫土是膨潤(rùn)土的主要成分，其表面很強(qiáng)的陽(yáng)離子交換能力和高比表面積使得它在處理含酚廢水過(guò)程中越來(lái)越受到關(guān)注，而且蒙脫土來(lái)源廣泛，價(jià)格便宜。早年夏某對(duì)加入膨潤(rùn)土來(lái)去除焦化廢水中氨氮進(jìn)行了研究。蒙脫土對(duì)含酚廢水中酚的吸附能力一般，所以鄭某制備PDMDAAC-膨潤(rùn)土對(duì)焦化廢水進(jìn)行處理，除酚率高達(dá)99. 98%。李某將CTMAB和BTMAB改性Ca基膨潤(rùn)土，對(duì)四種不同的酚類都有高于80%的吸附效果，高可達(dá)到98. 22%。現(xiàn)在還有很多利用蒙脫土的吸附性能制備殼聚糖改性膨潤(rùn)土、有機(jī)膨潤(rùn)土和磁性膨潤(rùn)土如納米Fe3 OQ膨潤(rùn)土等等來(lái)處理焦化廢水。甚至還有磁性膨潤(rùn)土兼并Fenton氧化處理含酚廢水，也有十分明顯的作用。

????酚類具有弱酸性，使用弱堿性離子交換樹脂具有比較好的吸附效果，樹脂在偏中性的條件下使用。張某研究弱堿離子交換樹脂應(yīng)用于含酚廢水的處理，篩選出大孔樹脂的效果好。還有NDA-99等超高交聯(lián)吸附樹脂，以及717樹脂等處理含酚廢水的研究。萃取槽含酚廢水中酚分離技術(shù)研究

????粉煤灰屬于火山灰類物質(zhì)，主要是Si和Al的氧化物，F(xiàn)e和Ca的含量也比較高。它的結(jié)構(gòu)形態(tài)不一，多孔且比表面積大，所以它有較強(qiáng)的吸附性能，可觀的是以廢治廢，在成本上很受青睞。夏某在粉煤灰中加入少量的硫酸和NaCI加熱浸取后處理含酚廢水，后來(lái)也出現(xiàn)了鹽酸和NaCI。也有人研究高硫煤煤粉，長(zhǎng)焰煤煤粉，煉焦煤煤粉處理焦化廢水的效果。粉煤灰還可采用低溫水熱合成法制備沸石分子篩進(jìn)行吸附來(lái)處理含酚廢水，利用粉煤灰制備沸石分子篩，表現(xiàn)出更好的吸附性能。對(duì)于分子篩的研究，陶某以天然巖石為原料制備的13X沸石分子篩對(duì)苯酚的吸附量可以達(dá)到96%，解吸效率幾乎可以到100 %。還有NaX分子篩和介孔SBA-15分子篩等處理含酚廢水也有不錯(cuò)的效果。

除此之外，還有用磷酸改性后高溫鍛燒制備的改性花生殼處理焦化廢水，以及改性環(huán)糊精吸附含酚廢水，改性環(huán)糊精雖然再生能力強(qiáng)，但是質(zhì)量損失較大成為弊端。利用煤制氣產(chǎn)生的焦炭、蘭碳進(jìn)行改性吸附焦化廢水中的酚類及其他有機(jī)物的研究，以及段小月[mo利用ACF電吸附處理含酚廢水，并做出電吸附的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)研究。

1. 2萃取法

????萃取法常用于高濃度含酚廢水中，是回收酚類物質(zhì)的主要方法。由于這種方法占地面積小，效率高，而且回收的價(jià)值高，所以萃取法脫酚的應(yīng)用日益廣泛。分配系數(shù)是評(píng)價(jià)萃取劑的重要指標(biāo)，它對(duì)相平衡和傳質(zhì)速率的影響很重要。常用的萃取劑主要有N一503、苯，重苯、輕油、重溶劑油、醋酸丁醋、異丙醚、甲基異丁酮和磷酸三丁醋等。

????20世紀(jì)70年代國(guó)內(nèi)外很多萃取劑脫酚效率不高、水中溶解度高或是毒性大，所以我國(guó)一些單位利用脂肪醇氨解的方法自己合成了新型萃取劑N - 503 ，它是一種淡黃色油狀液體，分子結(jié)構(gòu)式為:

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????通過(guò)紅外光譜與核磁共振分析，N - 503中的淡基與苯酚輕基的氫產(chǎn)生了氫鍵締合，所以脫酚效率高，而且循環(huán)利用能力不錯(cuò)，實(shí)際無(wú)毒性，到目前為止，N - 503在萃取含酚廢水中任然占據(jù)著重要的市場(chǎng)。

????苯、重苯、輕油還有重溶劑油的分配系數(shù)不高，但是對(duì)于焦化廠、煉油廠和煤氣廠來(lái)說(shuō)，這些都是本廠的產(chǎn)品，廉價(jià)且易得，萃取后使用一些設(shè)備就能回收利用，所以在一些這樣的廠子里依然廣泛使用。

????醋類、醚類、酮類的分配系數(shù)都較高，近些年研究較多。李某進(jìn)行TBP萃取分類物質(zhì)的機(jī)理研究，由于TBP屬于Lewis中強(qiáng)堿，對(duì)苯酚稀溶液的分配系數(shù)D超過(guò)400，煤油與TBP的混合物萃取含酚廢水研究逐漸展開，當(dāng)TBP含量達(dá)到30%，分配系數(shù)為171. 5，一級(jí)萃取效率超過(guò)90 %，二級(jí)萃取效率提升約50 % ~20%。甲基異丁酮在工業(yè)含酚廢水處理中也備受關(guān)注，與TBP相比它更加便宜，效果好而且方便重復(fù)利用[川。

????隨著離子液體的研發(fā)和推廣，離子液體不易揮發(fā)，低毒性、較高的分配系數(shù)以及離子液體獨(dú)有的一些特性，使人們對(duì)離子液體萃取脫酚也開始產(chǎn)生了興趣。Rogers提出用離子液體萃取劑壓mime PF。在常溫下萃取易揮發(fā)苯取代衍生物，李某用壓mime PF。萃取酚類物質(zhì)，并得出咪哩上不同取代基會(huì)對(duì)不同酚類有相對(duì)選擇性的萃取。以咪哩作為基準(zhǔn)物，先后出現(xiàn)了【mime】?BFQ和壓【hmim】?Cl萃取酚的研究。

????液膜萃取含酚廢水在20世紀(jì)80年代國(guó)內(nèi)己有相關(guān)報(bào)道，與常規(guī)溶劑萃取不同的是液膜萃取具有單向遷移性，不受分配系數(shù)的影響，對(duì)酚類的萃取效率就大大增加，但是這種方法的工藝較為復(fù)雜，操作偏難，所以大多數(shù)工廠仍使用溶劑萃取法。

超臨界流體作為特殊條件下的特殊狀態(tài)存在，介于氣液兩態(tài)之間擁有很多獨(dú)有的性質(zhì)，關(guān)于用超臨界萃取的方法萃取酚類物質(zhì)，國(guó)內(nèi)外大都用于從植物中萃取得到稀有或是難以合成出來(lái)的酚類物質(zhì)，而用于含酚廢水的分離的實(shí)際應(yīng)用上成本太高，并不符合發(fā)展的需求，實(shí)際應(yīng)用中傾向與超臨界水氧化法處理含酚廢水。

1.3蒸餾法

依據(jù)水與酚類物質(zhì)的沸點(diǎn)不同，來(lái)處理含酚廢水的操作雖然簡(jiǎn)單，但成本高而且占地面積大，并不利于含酚廢水的處理。20世紀(jì)so年代以來(lái)隨著高分子材料和膜分離技術(shù)的迅猛發(fā)展，張某采用聚氟乙烯中空纖維膜進(jìn)行膜蒸餾處理含酚廢水的研究，出水可達(dá)到50 N.,g/mL。

1.4過(guò)濾法

????20世紀(jì)70年代上海一些單位利