專利名稱：一種連續(xù)處理磺酸類廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連續(xù)處理磺酸類廢水的方法，尤其涉及一種用絡(luò)合萃取連續(xù)處理磺酸類廢水的方法。
背景技術(shù)：
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。染料的生產(chǎn)過程中廣泛使用苯、萘和蒽醌等有機(jī)化合物作為原料，因此在染料生產(chǎn)廢水中往往含有大量上述化合物及其衍生物。這些有機(jī)物大多帶有磺酸基，對微生物有強(qiáng)烈的毒性，不可能采用傳統(tǒng)的生化方法處理。又由于帶有磺酸基的芳香族化合物易溶于水，傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法處理效率也很低，致使高有機(jī)物濃度的染料中間體生產(chǎn)廢水尤其是磺酸類廢水成為目前最難處理的化工廢水之一。目前，對于磺酸類染料中間體廢水的處理方法主要有萃取法、吸附法、液膜分離法、化學(xué)氧化法等。關(guān)于萃取法處理磺酸類廢水的報(bào)道最多，主要包括:
魯軍等(化工環(huán)保，1995，15 (2)，67)采用絡(luò)合萃取法對磺酸型有機(jī)廢水進(jìn)行預(yù)處理，研究了萃取過程中廢水pH、萃取劑和稀釋劑 投加量對廢水萃取效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)pH為1.0時(shí)，萃取劑和稀釋劑按廢水:萃取劑:稀釋劑=100:10:25的比例投加，可取得較好的效果。萃取后的絡(luò)合相經(jīng)堿解分離即可回收萃取劑，萃取劑循環(huán)使用10次，廢水的COD去除率無下降趨勢。楊義燕等(環(huán)境化學(xué)，1998，17 (1),24)以三烷基胺為絡(luò)合劑，正辛醇、煤油、氯仿、四氯化碳等為稀釋劑，測定了絡(luò)合萃取劑對于對甲基苯磺酸、磺基水楊酸稀溶液的相平衡分配系數(shù)，討論了稀釋劑、體系PH值和絡(luò)合劑含量對萃取相平衡分配系數(shù)D值的影響，確定了形成的萃合物的組成，為探索這一類工業(yè)廢水的治理和回收途徑提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。羅學(xué)輝等(化學(xué)工程，2003，31 (2)，51)以工業(yè)苯胺2，5_雙磺酸廢水處理為背景，考察了染料中間體廢水處理的可行性。系統(tǒng)地測定了稀釋劑、磷氧類和胺類絡(luò)合劑對苯胺2，5-雙磺酸萃取平衡的影響，確定了適宜的萃取劑組成，并進(jìn)行了苯胺2，5-雙磺酸工業(yè)廢水處理的實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，TOA對于苯胺2，5-雙磺酸具有較高的萃取效率；廢水中鹽酸及鹽的影響可通過控制廢水的PH值解決，多級錯流萃取可有效去除廢水中的苯胺2，5-雙磺酸和色度；同時(shí)，在間氨基苯磺酸廢水的處理中也獲得了較好的效果。鄧兵等(化學(xué)與生物工程，2005，(8),37)采用絡(luò)合萃取法對萘磺酸類有機(jī)廢水進(jìn)行預(yù)處理。選用了三烷基胺(7301)、三辛胺作萃取劑，用Na0H、K0H、氨水作反萃劑，分別進(jìn)行萃取與反萃實(shí)驗(yàn)，確定了最優(yōu)良的萃取與反萃體系。同時(shí)，研究了萃取劑與稀釋劑比例、廢水pH、油水比以及萃取溫度對廢水萃取效果的影響及反萃時(shí)堿液的最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)和油堿比。季根忠等(浙江化工，2006，37 (4)，8)采用三辛胺作萃取劑，在不同稀釋劑作用下對三甲基氫醌生產(chǎn)過程中的含磺酸類廢水的萃取進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，萃取可有效地回收磺化物并大大降低COD。譚世語等(重慶大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，32 (10)，1193)用絡(luò)合萃取法對6_硝生產(chǎn)母液中的6-硝基-1，2-重氮氧萘-4-磺酸進(jìn)行了萃取研究。在室溫下，以體積分?jǐn)?shù)30%的三辛胺(N-235)氯仿溶液為萃取劑，萃取劑與母液體積比1:1，萃取60min，萃取可率達(dá)96.1% ；以質(zhì)量分?jǐn)?shù)12%的NaOH溶液為反萃取劑反萃有機(jī)相，有機(jī)相與NaOH溶液體積比2:1，反萃取60min，反萃取率可達(dá)94.3%。劉勇(咸陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，25 (6),34)以磷酸三丁酯為絡(luò)合劑，正辛醇、乙酸乙酯、環(huán)己烷、苯為稀釋劑對水溶液中的苯磺酸進(jìn)行了絡(luò)合萃取研究，考察了絡(luò)合劑濃度、溶液PH值、萃取劑體積、稀釋劑種類、萃取溫度和靜置分離時(shí)間等因素對苯磺酸萃取率的影響。結(jié)果表明，在最佳分離條件下苯磺酸的萃取率達(dá)到96.43%。張瑩等(工業(yè)水處理，2011，31 (2)，46)利用胺類萃取劑對萘磺酸廢水進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，最佳萃取條件為:反應(yīng)時(shí)間5 min、油水體積比1: 1、反應(yīng)溫度40°C、攪拌速度為150r/min,處理后廢水的CODCr從56388mg/L左右降到2794mg/L左右，平均去除率達(dá)到95%左右，廢水的外觀由萃取前的黑紅黏稠液到淺粉色透明液，處理效果較好。楊雅楠等(山東化工，2011，40 (2)，7)研究出一種污水萃取劑-XYL高效萘磺酸絡(luò)合萃取劑，根據(jù)萘磺酸系列污水特性，將廢水中的有機(jī)物從水相轉(zhuǎn)移至有機(jī)相，有機(jī)物再在反萃劑的作用下由有機(jī)相分離出來，通過萃取-反萃取這一過程，將母液中所含有機(jī)物提取出來，達(dá)到污水處理、物料回收、提高產(chǎn)量、降低成本、水能再度利用，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。關(guān)于吸附法處理磺酸類廢水的報(bào)道主要有以下兩篇:
李長海等(吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，21 (4)，4)研究了 β-萘磺酸廢水中萘磺酸、H2SO4^H2SO3的單組分吸附平衡,并以Langmuir,Freundlich模型對其進(jìn)行模擬,結(jié)果表明以D301R弱堿性樹脂為吸附劑，可有效地實(shí)現(xiàn)三者的分離。胡大波(中國資源綜合利用，2012，30 (4)，33)采用新型大孔吸附樹脂NG-13，對
2-萘酚生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高濃度含β_萘磺酸廢水進(jìn)行吸附處理。結(jié)果表明，經(jīng)樹脂吸附處理后，廢水中β -萘磺酸質(zhì)量濃度由8500mg/L降低為1000mg/L以下，β -萘磺酸回收率大于87%，樹脂經(jīng)脫附后可重復(fù)使用。關(guān)于液膜分離法處理磺酸類廢水的報(bào)道主要有以下兩篇:
魯軍等(化工環(huán)保，1993，13 (5)，258)對含高濃度4-硝基甲苯_2_磺酸(NTS)的工業(yè)廢水采用液膜萃取法進(jìn)行處理，研究了膜溶劑、表面活性劑、外水相的pH、內(nèi)水相氫氧化鈉濃度、油內(nèi)比的選擇及它們之間的相互關(guān)系，以探討去除NTS的最佳條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在最佳處理?xiàng)l件下，NTS和COD的去除率分別達(dá)到99.4%和96.2%。黃沛瑜(重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文，2011)用乳狀液膜法對對氨基苯磺酸廢水的預(yù)處理進(jìn)行了試驗(yàn)研究，在確定液膜體系的主要組成后，研究了表面活性劑種類、用量、液體石蠟用量、膜內(nèi)相濃度、油內(nèi)比、乳水比、外水相PH值和反應(yīng)時(shí)間8個(gè)單因素對乳狀液膜穩(wěn)定性及對氨基苯磺酸去除效率的影響，并采用正交試驗(yàn)確定了試驗(yàn)的最佳操作條件，對氨基苯磺酸去除率在96%以上。關(guān)于化學(xué)氧化法處理磺酸類廢水的報(bào)道如下:
彭書傳(工業(yè)水處 理，1998，18 (1)，23)先用FeCl3進(jìn)行混凝處理β-萘磺酸鈉廢水，后用H2O2—Fe2+法氧化，在適宜的條件下，廢水的COD和色度去除率分別可達(dá)99.6%和95.3%，處理后廢水可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。上述關(guān)于磺酸類廢水的處理方法中，萃取法尤其是絡(luò)合萃取法取得了很好的處理效果，但截止目前的研究僅局限于間歇法，間歇法在工業(yè)生產(chǎn)中操作繁瑣，過程受人為因素干擾大，不能滿足自動控制和大規(guī)模廢水處理的要求；吸附法雖具有投資少、周期短等特點(diǎn)，但樹脂價(jià)格貴，且品種有限，壽命短，廢吸附劑的后處理麻煩，僅適用于規(guī)模較小的企業(yè)；液膜分離法雖膜厚度薄、接觸面積大、傳質(zhì)速度快，與萃取相比使用的有機(jī)相少，但因存在乳狀液膜不穩(wěn)定性造成的泄露、滲透壓差引進(jìn)的液膜溶脹、破乳技術(shù)及破乳效率等問題目前尚無法大規(guī)模用于復(fù)雜廢水的處理中；化學(xué)氧化法常用臭氧和H2O2氧化，雖通常可達(dá)到較好的處理效果，但破壞了化合物結(jié)構(gòu)，造成了資源浪費(fèi)，而且氧化劑消耗量大，處理費(fèi)用高，因此經(jīng)濟(jì)性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種連續(xù)處理磺酸類廢水的方法。連續(xù)處理磺酸類廢水的方法是:將磺酸類廢水用酸或堿調(diào)至pH為1-2，連續(xù)流入萃取塔底部，在萃取塔底部連續(xù)加入磺酸類廢水體積流量0.10-0.25倍的萃取劑，進(jìn)行并流萃取，從塔頂流出后進(jìn)入分層器中部，其中，水層由分層器底部連續(xù)流出，可直接送至污水站處理，油層由分層器頂部連續(xù)流出后進(jìn)入反萃塔下部，與反萃塔上部連續(xù)加入的磺酸類廢水體積流量0.05-0.2倍的稀堿進(jìn)行逆流萃取，萃取劑得以再生，再生的萃取劑由反萃塔頂部流出后循環(huán)套用，富集的磺酸鹽水溶液由反萃塔底部流出，經(jīng)進(jìn)一步處理后可作為產(chǎn)品回收。所述磺酸類廢水中的磺酸通式為:
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)處理磺酸類廢水的方法，其特征在于將磺酸類廢水用酸或堿調(diào)至pH為1-2，連續(xù)流入萃取塔底部，在萃取塔底部連續(xù)加入磺酸類廢水體積流量0.10-0.25倍的萃取劑，進(jìn)行并流萃取，從塔頂流出后進(jìn)入分層器中部，其中，水層由分層器底部連續(xù)流出，可直接送至污水站處理，油層由分層器頂部連續(xù)流出后進(jìn)入反萃塔下部，與反萃塔上部連續(xù)加入的磺酸類廢水體積流量0.05-0.2倍的稀堿進(jìn)行逆流萃取，萃取劑得以再生，再生的萃取劑由反萃塔頂部流出后循環(huán)套用，富集的磺酸鹽水溶液由反萃塔底部流出，經(jīng)進(jìn)一步處理后可作為產(chǎn)品回收。
2.按權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)處理磺酸類廢水的方法，其特征在于所述磺酸類廢水中的磺酸通式為:
3.按權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)處理磺酸類廢水的方法，其特征在于所述酸為鹽酸或硫酸，所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉或碳酸氫鈉。
4.按權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)處理磺酸類廢水的方法，其特征在于所述萃取塔、反萃塔為轉(zhuǎn)盤萃取塔、屈尼萃取塔或Scheibel萃取塔。
5.按權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)處理磺酸類廢水的方法，其特征在于所述萃取劑由絡(luò)合劑和稀釋劑組成，絡(luò)合劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20-60%。
6.按權(quán)利要求5所述的一種連續(xù)處理磺酸類廢水的方法，其特征在于所述絡(luò)合劑是三庚胺、三辛胺、三壬胺、三癸胺或磷酸三丁酯，所述稀釋劑是正辛醇、仲辛醇、煤油、磺化煤油或氯仿。
7.按權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)處理磺酸類廢水的方法，其特征在于所述稀堿是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5 25%的碳酸鈉水溶液或者質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5 20%的氫氧化鈉水溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種連續(xù)處理磺酸類廢水的方法，將廢水用酸或堿調(diào)至pH為1-2，連續(xù)流入萃取塔底部，在萃取塔底部連續(xù)加入磺酸類廢水體積流量0.10-0.25倍的萃取劑，進(jìn)行并流萃取，從塔頂流出后進(jìn)入分層器中部，水層由分層器底部連續(xù)流出，可直接送至污水站處理，油層由分層器頂部連續(xù)流出后進(jìn)入反萃塔下部，與反萃塔上部連續(xù)加入的磺酸類廢水體積流量0.05-0.2倍的稀堿進(jìn)行逆流萃取，再生的萃取劑由反萃塔頂部流出后循環(huán)套用，富集的磺酸鹽水溶液由反萃塔底部流出，經(jīng)進(jìn)一步處理后可作為產(chǎn)品回收。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于處理量大，能耗低，回收率高，操作穩(wěn)定，工藝簡單，COD去除率高，大大減少了廢水進(jìn)一步治理的難度。
文檔編號C02F1/26GK103232087SQ20131018378
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月17日
發(fā)明者袁慎峰, 尹紅, 方小來, 錢志陽, 張奎, 韓逸, 陳志榮, 呂鵬 申請人:新昌德力石化設(shè)備有限公司, 浙江大學(xué)