一種造紙領(lǐng)域廢水萃取脫酚的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于造紙過(guò)程中廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種造紙領(lǐng)域廢水萃取脫酚的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]造紙廢水危害很大，其中黑液是危害最大的，它所含的污染物占到了造紙工業(yè)污染排放總量的90%以上，由于黑液堿性大、顏色深、臭味重、泡沫多，并大量消耗水中溶解氧，嚴(yán)重地污染水源，給環(huán)境和人類健康帶來(lái)危害。而中段水對(duì)環(huán)境污染最嚴(yán)重的是漂白過(guò)程中產(chǎn)生的含氯廢水，例如氯化漂白廢水，次氯酸鹽漂白廢水等。此外，漂白廢液中含有毒性極強(qiáng)的致癌物質(zhì)二惡英，也對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康造成了嚴(yán)重威脅。
[0003]在造紙工業(yè)污水中，除了含有有害的化學(xué)無(wú)機(jī)物，還含有揮發(fā)酚、沉淀固形物、懸浮物、木質(zhì)素等有機(jī)物。這類物質(zhì)隨污水進(jìn)入水體后，在微生物對(duì)它們的分解過(guò)程中，需要消耗水體中的溶解氧，使水體含氧減少，從而影響魚(yú)類和其它生物的生長(zhǎng)繁殖。當(dāng)水中的溶解氧耗盡后，水中的有機(jī)物即產(chǎn)生厭氧消化，生成甲烷、酚化氫等，使水體出現(xiàn)臭味，危害水生生物的生存造成大量水生生物的死亡，破壞生態(tài)平衡等。
[0004]為滿足日趨嚴(yán)格的環(huán)保要求同時(shí)提高我國(guó)造紙的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，開(kāi)展造紙廢水處理技術(shù)的研宄，已成為當(dāng)務(wù)之急。傳統(tǒng)的處理方法對(duì)反應(yīng)條件和反應(yīng)器的要求苛刻、成本高，且易造成二次污染。吸附、萃取等物理方法脫酚對(duì)造紙廢水中酚產(chǎn)品的存在形式要求較高。同時(shí)，現(xiàn)在常用的有機(jī)萃取劑大多存在揮發(fā)損失、環(huán)境污染嚴(yán)重等弊端。
[0005]離子液體大多為非質(zhì)子溶劑，可以大大地減少溶劑化現(xiàn)象的發(fā)生，能保持化合物具有較高的反應(yīng)活性。此外，離子液體幾乎無(wú)蒸汽壓，具有較好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，一般可回收重復(fù)使用。因此，離子液體將可能取代傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑，成為一種新型的綠色溶劑和分離萃取劑。離子液體在燃油深度脫酚方面也顯現(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，將有望解決復(fù)雜酚化物脫除難的問(wèn)題。目前發(fā)展的離子液體萃取脫酚技術(shù)由于離子液體昂貴的造價(jià)、復(fù)雜的合成步驟及其循環(huán)利用率低等缺點(diǎn)，而只能局限在基礎(chǔ)理論研宄階段，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化還有待新型廉價(jià)離子液體的開(kāi)發(fā)研宄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種造紙領(lǐng)域廢水萃取脫酚的方法，該方法是以一種聚醚型十八胺類離子液體為萃取劑，在近室溫下對(duì)造紙廢水進(jìn)行萃取脫酚。該方法不僅脫酚率高，而且操作簡(jiǎn)單、低成本、低耗能、所需時(shí)間短、離子液體循環(huán)利用率尚。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種造紙領(lǐng)域廢水萃取脫酚的方法，其特征在于，具體包括如下步驟:
Cl)廢水預(yù)處理:首先廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)罐加酸使其pH在3.5-4.5，通過(guò)冷卻器冷卻到40 0C ； (2)制中間體:將十八胺和無(wú)水乙醇按照重量比1:5加入高壓反應(yīng)釜中，控制溫度為-3~-5°C，靜置24h，加入無(wú)水乙醇3倍體積的環(huán)氧乙烷，密封，用5 MPa的惰性氣體置換釜中空氣3~5次，室溫下攪拌2.3-2.5 h后于75-80°C保溫反應(yīng)6-8 h，減壓蒸餾脫除無(wú)水乙醇至恒重；
(3)制離子液體:按照摩爾比1:1取中間體和芐基氯放置在反應(yīng)釜中，封釜后用惰性氣體置換釜中空氣3~5次，鼓入惰性氣體至6-7MPa，于92_95°C反應(yīng)7_8h，用無(wú)水乙醇對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行洗滌，將洗滌液減壓蒸除無(wú)水乙醇至恒重；
(4)萃取脫酚:將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的廢水經(jīng)過(guò)泵送入萃取塔頂部，與從底部進(jìn)入的離子液體進(jìn)行逆流萃取，離子液體與廢水的體積比為1:8-1:15，塔板數(shù)為5-10，塔頂壓力0.2-0.4MPa，溫度35-40°C，塔底壓力為0.6-0.8MPa，溫度35_45°C，萃取相從塔頂采出，萃取脫酚后的水相從塔底采出，經(jīng)過(guò)分離裝置分離得到酚鈉鹽；
(5)萃取劑回收:萃取后萃取相進(jìn)入萃取劑回收塔，萃取劑回收塔塔頂壓力為
0.6-0.8MPa，塔頂溫度為148_152°C，塔底壓力為0.6-0.8MPa，塔底溫度為135_145°C ;塔頂獲得離子液體，送至萃取劑罐循環(huán)使用，塔底采出液經(jīng)冷卻分離后得到酚產(chǎn)品。
[0008]進(jìn)一步的，所述步驟(2)或(3)中的惰性氣體為氮?dú)?、氦氣或氬氣中的任意一種。
[0009]進(jìn)一步的，所述步驟(4)中萃取塔為浮頂罐。
[0010]進(jìn)一步的，所述步驟(4)中分離裝置為堿洗塔和板式塔組合而成的裝置。
[0011]進(jìn)一步的，所述步驟(I)中的酸為鹽酸。
[0012]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)研宄和篩選，進(jìn)一步提供一種萃取劑離子液體，該離子液體能夠有效除去廢水中的油和酚，對(duì)可溶性油作用效果也很好，且萃取劑對(duì)設(shè)備腐蝕性小，可用多種回收塔進(jìn)行萃取回收，便于推廣應(yīng)用；成本低廉、穩(wěn)定性好、在油品中幾乎無(wú)殘留、重復(fù)利用率高。
[0013]本發(fā)明的方法不僅脫酚率高，而且操作簡(jiǎn)單、低成本、低耗能、所需時(shí)間短、離子液體循環(huán)利用率高，將聚醚鏈引入到離子液體的陽(yáng)離子結(jié)構(gòu)中，從而對(duì)離子液體的極性進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)行萃取脫酚，可實(shí)現(xiàn)造紙廢水的深度脫酚。萃取后含油量低于60mg/L，酚含量低于630mg/L，確保處理后廢水油和/或酚含量達(dá)到后續(xù)處理工藝要求。
[0014]具體實(shí)施方法
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的方法做進(jìn)一步說(shuō)明，但并不是對(duì)本發(fā)明的限定。
[0015]實(shí)施例1
一種造紙領(lǐng)域廢水萃取脫酚的方法，其特征在于，具體包括如下步驟:
(1)廢水預(yù)處理:首先廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)罐加鹽酸使其PH在3.5-4.5，通過(guò)冷卻器冷卻到40 0C ；
(2)制中間體:將十八胺和無(wú)水乙醇按照重量比1:5加入高壓反應(yīng)釜中，控制溫度為-3，靜置24h，加入無(wú)水乙醇3倍體積的環(huán)氧乙燒，密封，用5 MPa的氮?dú)庵脫Q釜中空氣3次，室溫下攪拌2.3h后于80°C保溫反應(yīng)6 h，減壓蒸餾脫除無(wú)水乙醇至恒重；
(3)制離子液體:按照摩爾比1:1取中間體和芐基氯放置在反應(yīng)釜中，封釜后用氮?dú)庵脫Q釜中空氣3次，鼓入氮?dú)庵?MPa，于92°C反應(yīng)8h，用無(wú)水乙醇對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行洗滌，將洗滌液減壓蒸除無(wú)水乙醇至恒重； (4)萃取脫酚:將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的廢水經(jīng)過(guò)泵送入萃取塔頂部，與從底部進(jìn)入的離子液體進(jìn)行逆流萃取，離子液體與廢水的體積比為1:8，塔板數(shù)為10，塔頂壓力0.2MPa，溫度35°C，塔底壓力為0.6MPa，溫度35°C，萃取相從塔頂采出，萃取脫酚后的水相從塔底采出，經(jīng)過(guò)堿洗塔和板式塔組合而成的分離裝置分離得到酚鈉鹽；
(5)萃取劑回收:萃取后萃取相進(jìn)入萃取劑回收塔，萃取劑回收塔塔頂壓力為0.6MPa，塔頂溫度為148°C，塔底壓力為0.6MPa，塔底溫度為135°C ;塔頂獲得離子液體，送至萃取劑罐循環(huán)使用，塔底采出液經(jīng)冷卻分離后得到酚產(chǎn)品。
[0016]實(shí)施例2
一種造紙領(lǐng)域廢水萃取脫酚的方法，其特征在于，具體包括如下步驟:
(1)廢水預(yù)處