專利名稱:利用萃取第三相處理有機(jī)廢水的技術(shù)的制作方法
本發(fā)明屬于廢水的處理領(lǐng)域，涉及一種有機(jī)廢水的處理技術(shù)。
目前，對(duì)于某些工業(yè)有機(jī)廢水的處理歷來被認(rèn)為是一個(gè)辣手的“硬課題”，如染料中間體周位酸生產(chǎn)廢水、熒光增白劑中間體DSD酸生產(chǎn)廢水、羊毛洗滌水、以及其他各種工業(yè)有機(jī)廢水等的處理方面，堪令人滿意的報(bào)導(dǎo)在文獻(xiàn)中尚屬罕見。對(duì)此，本發(fā)明人也曾試用過各種常規(guī)處理方法，如沉淀、絮凝沉降、氧化還原、吸附、以及上述諸法的組合，均未獲成功。
溶劑萃取法是一種成熟的化工單元操作，已廣泛應(yīng)用于分離和富集水溶液中的某些物質(zhì)，晚近，用之于廢水處理雖不乏其例，但因廢水組份復(fù)雜、萃取劑價(jià)值較貴、溶劑損耗所造成二次污染等諸因素，因此該法在應(yīng)用于廢水處理方面仍有著很大的局限性，往往顯得無能為力。
本發(fā)明的目的在于找到一種能有效地處理工業(yè)有機(jī)廢水的技術(shù)，使凈化后的廢水達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，從而為消除污染、保護(hù)環(huán)境作出貢獻(xiàn)。
本發(fā)明的構(gòu)思是這樣的人們?cè)陂L(zhǎng)期的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)在所有工業(yè)化萃取法中無例外地都要設(shè)法避免在過程中產(chǎn)生第三相，因?yàn)榈谌嗟纳蓵?huì)帶來萃取操作困難、萃取效率降低、有用物質(zhì)的損失、以及第三相處理的困難等問題。但本發(fā)明反其意而用之，利用第三相能高度富集廢水中的有機(jī)物或其他物質(zhì)的特點(diǎn)，創(chuàng)造了一種利用“萃取第三相”處理有機(jī)廢水的技術(shù)，即利用由萃取劑和稀釋劑組成的有機(jī)相(用O表示)，在一定的PH下，萃取廢水(用A表示水相)中的有機(jī)物或其他物質(zhì)，生成不溶于有機(jī)相(O)的復(fù)雜化合物，集中于有機(jī)相O與水相A之間，即形成所謂萃取操作中的第三相，通過靜止分層后被除去。
本發(fā)明的內(nèi)容以處理染料中間體周位酸生產(chǎn)廢水為對(duì)象，加以闡述。
周位酸(peri-acid)是一種重要的染料中間體，學(xué)名為1.8-氨基萘磺酸，它是以萘為原料經(jīng)磺化、硝化、中和、還原、以及酸折等生產(chǎn)過程而得，生產(chǎn)流程的尾端的廢水中含多量的作為中間產(chǎn)物的硝基萘磺酸、以及從生產(chǎn)線泄漏而下的作為產(chǎn)品和付產(chǎn)品的周位酸和勞倫酸(Laurents acid，1.5-氨基萘磺酸)，廢水色度高(呈深棕紅色)，化學(xué)耗氧量CODcr值(重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)法測(cè)定、下同)高達(dá)50000毫克/升以上，對(duì)于這類廢水的處理，沒有成功的現(xiàn)有技術(shù)。
本發(fā)明使用胺型萃取劑和脂肪烴稀釋劑組成的有機(jī)相(用O表示)對(duì)周位酸生產(chǎn)廢水(用A表示)作一級(jí)萃取時(shí)，形成第三相，CODcr的去除率可達(dá)94%左右，作間歇二級(jí)逆流萃取時(shí)，CODcr的去除率可達(dá)97%左右，廢水的色澤全部褪盡。廢水中尚有3%左右的CODcr值，是由于廢水中夾帶了少量的微小的有機(jī)相顆粒所致，它可以方便地通過活性炭或纖維束吸附予以除去。
本發(fā)明的技術(shù)之所以能凈化有機(jī)廢水，是基于胺型萃取劑與廢水中的有機(jī)物組份能生成締合物形態(tài)的胺鹽R3NHX(R3N代表胺型萃取劑，HX代表有機(jī)物)，該胺鹽在萃取過程中又發(fā)生聚合，而呈聚合狀態(tài)的大分子胺鹽是難溶于脂肪烴稀釋劑中，因此很容易生成第三相，并使廢水中的有機(jī)物富集在其中，從而達(dá)到高效地凈化有機(jī)廢水的目的。
本發(fā)明所說的胺型萃取劑中以N235為最佳，所說的脂肪烴稀釋劑中以煤油最為適宜。萃取劑的濃度可以在5%～100%范圍內(nèi)選取，但以20%～40%為佳(V/V)。
本發(fā)明的萃取操作宜在酸性條件進(jìn)行，廢水的酸度為0.001N0.001N～1N之間，但最佳的酸度范圍為0.01N～0.1N(即PH為2～1)。
本發(fā)明的萃取操作可在0～90℃范圍內(nèi)進(jìn)行，溫度高可增加傳質(zhì)速率和加速分相速度，因此在可能的情況下，宜選擇較高溫度下操作。但如考慮能耗，則以室溫操作為佳。
本發(fā)明曾對(duì)經(jīng)過二級(jí)萃取處理工業(yè)有機(jī)廢水，進(jìn)行了定性的有機(jī)官能團(tuán)檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)有殘余的有機(jī)物。表明上述廢水經(jīng)過二級(jí)萃取處理后，其中的有機(jī)物確已被除盡。
應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)，除了能高效地處理上述染料中間體周位酸生產(chǎn)廢水外，還可以高效地處理其他工業(yè)有機(jī)廢水，如DSD酸生產(chǎn)廢水、羊毛洗滌水、檸檬酸生產(chǎn)廢水和印染廢水等。DSD酸是生產(chǎn)熒光增白劑的中間體，學(xué)名4，4′-二氨基二苯乙烯-2，2′-二磺酸，其分子結(jié)構(gòu)中含氨基、磺基和芳香環(huán)，與周位酸結(jié)構(gòu)相似，其生產(chǎn)廢水的色澤亦很深，CODcr達(dá)25000mg/l以上;羊毛洗滌水是毛紡行業(yè)中以碳酸鈉和合成洗滌劑洗滌羊毛后所得廢水，是一種呈深黃色的乳濁液。(水質(zhì)近于中性)，懸浮固體物含量達(dá)3000mg/l以上，CODcr達(dá)25000mg/l以上，羊毛脂含量高達(dá)5%。
以上廢水用本發(fā)明的技術(shù)，經(jīng)處理后，均能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)(廢水中有機(jī)物可完全被除去)。
下面結(jié)合實(shí)施例以進(jìn)一步說明本發(fā)明的內(nèi)容。
實(shí)施例1處理對(duì)象周位酸生產(chǎn)廢水，廢水呈不透明的深棕紅色，PH～1，CODcr53000mg/l以上;
一級(jí)萃取在1升容積的分液漏斗中加入250ml廢水和250ml20%(V/V)N233-煤油有機(jī)相，放在機(jī)械振蕩器上振蕩10分鐘，靜止分層后，得萃余液(A1)，萃取液(O1)和第三相(T)，T相外觀為柏油狀黑色粘稠液，其中富集了大量來自廢水的有機(jī)物(廢水中有機(jī)物去除率達(dá)94%左右)和一定量的N235，對(duì)于其中的N235可通過一中和介吸蒸餾器裝置予以回收，回收所得的N235與萃取液O1合并，然后加10ml 1N NaOH，在振蕩器上反萃取2分鐘，經(jīng)反萃取所得的再生有機(jī)相可用于第二級(jí)萃取，而反萃取后的水相(稀NaoH溶液)轉(zhuǎn)去用于中和介吸T相以回收N235之用;
二級(jí)萃取(間歇逆流二級(jí)萃取)經(jīng)一級(jí)萃取后萃余水相(A1)，進(jìn)入另一分液漏斗中進(jìn)行第二級(jí)萃取(加入的有機(jī)相可來自于前級(jí)操作，其數(shù)量、濃度以及振蕩時(shí)間等均同第一級(jí)萃取)，分層后所得萃取有機(jī)相(O2)返入第一級(jí)萃取器中，循環(huán)使用。第二級(jí)萃取所得的萃余水相(A2)為無色透明的“清液”，其中含有3%左右的殘余CODcr系萃取劑和稀釋劑被水相夾帶所致，(呈懸浮細(xì)粒狀態(tài))，可使用活性炭或纖維束方便地去除之。
使用本發(fā)明的技術(shù)，一份萃取劑經(jīng)50個(gè)以上萃取循環(huán)使用，CODcr的去除率維持不變，即一級(jí)去除率為94%左右，二級(jí)去除率達(dá)97%左右。實(shí)際上原來廢水中的有機(jī)物已全部除去，剩余的3%CODcr是因萃取有機(jī)相被水相夾帶所致，即所謂二次污染所致，可以通過吸附劑予以除去，使凈化后廢水達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例2處理對(duì)象DSD酸生產(chǎn)廢水，原廢水呈不透明的深紅棕色，PH＝1～2，CODcr25000mg/l以上，固體懸浮物達(dá)13%;
一級(jí)萃取有機(jī)相組成萃取劑N235+稀釋劑煤油，其中萃取劑的濃度為40%(V/V比);
在分液漏斗中，加入上述廢水100ml，有機(jī)相35ml，在機(jī)械振蕩器上萃取2分鐘，靜止分層后，萃余相(水相A1)中的CODcr可降至4000mg/l左右;
二級(jí)萃取(間歇逆流二級(jí)萃取)經(jīng)一級(jí)萃取后的萃余相A1進(jìn)入第二個(gè)分液漏斗中，其他條件同第一級(jí)，其CODcr值可進(jìn)一步降至1000mg/l左右。
由上可見，經(jīng)一級(jí)萃取，CODcr的去除率可達(dá)84%;經(jīng)二級(jí)萃取，CODcr的去除率可達(dá)96%左右。經(jīng)二級(jí)萃取后的廢水尚含有4%左右的CODcr值，同樣可方便地通過活性炭或纖維束吸附進(jìn)一步除去之，使排放廢水的CODcr值降至100mg/l以下(國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn))。
萃取后的第三相T和有機(jī)相O1的處理同實(shí)施例1，第二級(jí)出來的萃取有機(jī)相(O2)返回第一級(jí)萃取器中循環(huán)使用。
實(shí)施例3處理對(duì)象羊毛洗滌水，呈深黃色的乳濁液(PH近于中性)，懸浮固體物含量3000mg/l，CODcr達(dá)25000mg/l以上，羊毛脂含量約5%;
予處理在水樣中加入稀H2SO4調(diào)節(jié)廢水的PH～1，在加入酸過程中產(chǎn)生絮狀沉淀，經(jīng)過濾，得到金黃色的透明濾液，待處理;
有機(jī)相的組成20%(V/V)N235一煤油溶液;
一級(jí)萃取將上述濾液與20%N235按8∶1的體積比置于分液漏斗中，萃取1分鐘，分相后所得萃余水相即為無色透明液，所得第三相T即為羊毛脂，用蒸餾法從中回收萃取劑后，即可得優(yōu)質(zhì)羊毛脂產(chǎn)品。萃取水相中含有少量的有機(jī)相(O1)微粒，同樣通過實(shí)施例1的方法除去之。有機(jī)相的再生亦同實(shí)施例1。
綜上所述，本發(fā)明的效果是顯而易見的，能有效地處理染料中間體周位酸生產(chǎn)廢水，熒光增白劑中間體DSD酸生產(chǎn)廢水、羊毛洗滌水，以及其他工業(yè)有機(jī)廢水，處理后的廢水均能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)-CODcr100mg/l以下，同時(shí)可以回收廢水中的有用組份。
權(quán)利要求
1.一種利用萃取第三相處理工業(yè)有機(jī)廢水的技術(shù)，其特征在于在一定的酸度下，在0～90℃范圍內(nèi)，有機(jī)相中的胺型萃取劑與廢水中的有機(jī)物生成不溶于有機(jī)相的復(fù)雜化合物，以第三相的形式集中于有機(jī)相與水相之間，通過靜止分層后被除去。
2.按照權(quán)利要求
1的技術(shù)，其特征在于所說酸度以0.001N～0.1N為宜，但最佳的酸度范圍為0.01N～0.1N(即PH為2～1)。
3.按照權(quán)利要求
1、2的技術(shù)，其特征在于所說的有機(jī)相是由胺型萃取劑和脂肪烴稀釋劑所組成，其中萃取劑以N235為最佳，稀釋劑以煤油為最適宜，萃取劑的濃度可以在5%～100%范圍內(nèi)選取，但以20%～40%為佳(V/V)。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種利用萃取第三相處理工業(yè)有機(jī)廢水的技術(shù)，它能有效地凈化染料中間體周位酸生產(chǎn)廢水、熒光增白劑中間體DSD酸生產(chǎn)廢水、羊毛洗滌水以及其他工業(yè)有機(jī)廢水，使凈化后的廢水的COD
文檔編號(hào)C02F1/26GK87101033SQ87101033
公開日1987年9月30日 申請(qǐng)日期1987年5月6日
發(fā)明者何燧源, 張大年 申請(qǐng)人:華東化工學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan