專利名稱：一種用絡(luò)合萃取對磺酸類染料中間體進行廢水預(yù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用絡(luò)合萃取對磺酸類染料中間體進行廢水預(yù)處理方法，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
染料作為一種重要的精細化工產(chǎn)品，在日常生活和工業(yè)中應(yīng)用極其廣泛。染料中間體是生產(chǎn)染料不可缺少的原材料，產(chǎn)量相當可觀。由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)流程長、副反應(yīng)多，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量成分復(fù)雜、濃度比較高的廢水?；撬犷惾玖现虚g體是其中產(chǎn)量最大、污染最嚴重的產(chǎn)品之一，尤其是同時含有氨基的雙官能團化合物，屬于微生物難降解物質(zhì)，生化處理比較困難，其廢水具有化學(xué)需氧量高(以下簡稱CODCr)、色度高、成分復(fù)雜、含有大量鹽分、呈強酸性，且難以生物降解的特點，對于高濃度磺酸類染料中間體的廢水處理仍缺乏一種有效的方法。
本發(fā)明的目的是提出一種用絡(luò)合萃取對磺酸類染料中間體進行廢水預(yù)處理方法，降低廢水的CODCr值和主要污染物含量，使其滿足生化處理工藝或其它的二次末端處理方法的要求，實現(xiàn)廢水達標排放。
本發(fā)明的基本工藝流程為，廢水經(jīng)多級逆流萃取凈化后，廢水中磺酸類物質(zhì)等主要成分在溶劑相富集，萃取劑經(jīng)再生后循環(huán)使用，殘留廢水的各項指標滿足生化處理工藝或其它的二次末端處理方法的要求。
本發(fā)明的用絡(luò)合萃取對磺酸類染料中間體進行廢水預(yù)處理方法，包括以下兩個步驟1、制備萃取劑，其成分為絡(luò)合劑+助溶劑+稀釋劑，萃取劑的體積配比為絡(luò)合劑占10％～50％，助溶劑占5～40％，其余為稀釋劑，其中絡(luò)合劑為三烷基胺或氯化甲基季銨鹽，助溶劑為辛醇，稀釋劑為煤油，將絡(luò)合劑、助溶劑、稀釋劑按照上述體積比例在常溫下混合均勻，即為萃取劑；2、以上述制備的混合溶劑為萃取劑，在常溫下，對磺酸類染料中間體廢水進行多級萃取，在萃取操作中，體積相比范圍為萃取劑∶水相=0.3～1.5∶1，對廢水進行多級萃取時，將萃取劑和廢水以上述相比加入到分液器中，在常溫下，劇烈搖動，萃取10分鐘以上，使兩相達到萃取平衡；將萃取溶液在常溫下靜置，待分相后，分離有機相和水相，測定pH值為酸性，并測定水相中磺酸類物質(zhì)的含量。根據(jù)物料衡算求出有機相中被萃磺酸類物質(zhì)濃度。剩余水相同樣按照與第一級相同的相比加入分液漏斗中進行第二級萃取，其中萃取相為貧溶劑，達到平衡后分相，取樣分析，剩余水相與貧溶劑進行第三級萃取，如此類推，直到萃殘液中磺酸類物質(zhì)去除率達到要求為止。
對每一級萃取過程進行取樣分析pH值、磺酸類物質(zhì)濃度的目的是為了判斷廢水被處理的程度，以便進行工業(yè)設(shè)計。
為了回收利用萃取劑，可以采用氫氧化鈉、鹽酸溶液對負載溶質(zhì)的萃取劑進行多級反萃再生(溶質(zhì)的析出或濃縮)。在反萃操作中，操作體積相比為反萃液/萃取劑=1∶1～5。廢水中的酸在反萃液中得到富集，最終實現(xiàn)溶劑的再生。在溶劑再生過程中，分別以氫氧化鈉、鹽酸溶液為反萃液，對富溶劑進行反萃模擬實驗。取15ml富溶劑加入到50ml具塞錐形瓶中，再加入等體積的反萃液，置于HZQ-F型全溫空氣浴振蕩器中，在常溫下以220min-1的速度振蕩30分鐘，達到反萃平衡，測定有機相中磺酸類物質(zhì)的濃度。然后取經(jīng)第一級反萃的有機溶劑與反萃液以同樣的方法進行第二級反萃，如此類推。
本項發(fā)明的用絡(luò)合萃取對磺酸類染料中間體進行廢水預(yù)處理方法，選擇三烷基胺、氯化甲基季銨鹽作為萃取劑，廢水中幾乎所有難降解磺酸類有機物以及在生產(chǎn)中所生成易溶于有機相的有機副產(chǎn)物萃入有機相，萃取劑經(jīng)反萃液反萃后可循環(huán)使用，經(jīng)處理過的廢水可符合生化降解或其它的二次末端處理方法的要求。本發(fā)明的絡(luò)合萃取方法，由于在極性有機稀溶液體系中的高選擇性和高效性，已成功地用于苯酚、苯胺、有機酸的提取回收。
下面介紹
具體實施例方式實施例1:DSD酸生產(chǎn)廢水外觀呈深褐色透明，pH值1.64，磺酸類物質(zhì)濃度為363.7mg·L-1，含鹽量4.9％。采用2種不同的萃取劑，①體積濃度20％三烷基胺+30％辛醇+50％煤油、②體積濃度10％氯化甲基季銨鹽+20％辛醇+70％煤油，對DSD酸生產(chǎn)廢水進行多級萃取，廢水與萃取劑以1∶1的體積相比加入到300ml的分液漏斗中，體積總量為240ml，蓋上瓶塞，在常溫下，劇烈搖動，萃取10min，使兩相達到萃取平衡；再將平衡后的溶液在常溫下靜置，分相，10min后分離有機相和水相，采用紫外分光光度計測定水相磺酸類物質(zhì)濃度、pH值，根據(jù)物料衡算求出有機相中被萃磺酸類物質(zhì)濃度。剩余水相同樣按照與第一級相同的相比加入分液漏斗中進行第二級萃取，其中萃取相為貧溶劑，達到平衡后分相、取樣分析，剩余水相以貧溶劑進行第三級萃取，如此類推。實驗表明，采用萃取劑①經(jīng)五級錯流萃取處理后，磺酸類物質(zhì)去除率達到99.1％，采用萃取劑②經(jīng)三級錯流萃取處理后，磺酸類物質(zhì)去除率達到100％。經(jīng)處理后的廢水外觀呈無色透明。
實施例2:H酸生產(chǎn)廢水外觀呈棕黑色不透明，pH值1.10，磺酸類物質(zhì)濃度為6047.0mg·L-1，含鹽量10.1％。采用體積濃度30％三烷基胺+40％辛醇+30％煤油作為萃取劑，對H酸生產(chǎn)廢水進行多級萃取，以體積相比(萃取相/廢水)為0.75∶1相比加入到300ml的分液漏斗中，體積總量為240ml，蓋上瓶塞，在常溫下，劇烈搖動，萃取30分鐘，使兩相達到萃取平衡；再將平衡后的溶液在常溫下靜置，分相，10分鐘后分離有機相和水相，測定水相磺酸類物質(zhì)濃度、pH值，根據(jù)物料衡算求出有機相中被萃磺酸類物質(zhì)濃度。剩余水相同樣按照與第一級相同的相比加入分液漏斗中進行第二級萃取，其中萃取相為貧溶劑，達到平衡后分相、取樣分析，剩余水相以貧溶劑進行第三級萃取。實驗表明，經(jīng)三級錯流萃取處理后，磺酸類物質(zhì)去除率達100％，處理后廢水外觀呈無色透明。
實施例3苯胺2,5-雙磺酸生產(chǎn)廢水外觀呈深黃褐色透明，pH值0.50，磺酸類物質(zhì)濃度為7518.0mg·L-1，含鹽量11.5％。采用體積濃度40％三烷基胺+40％辛醇+20％煤油作為萃取劑，對苯胺2,5-雙磺酸生產(chǎn)廢水進行多級萃取，以體積相比(萃取相/廢水)為1.5∶1加入到300ml的分液漏斗中，體積總量為240ml，蓋上瓶塞，在常溫下，劇烈搖動，萃取50分鐘，使兩相達到萃取平衡；再將平衡后的溶液在常溫下靜置，分相，10分鐘后分離有機相和水相，測定水相磺酸類物質(zhì)濃度、pH值，根據(jù)物料衡算求出有機相中被萃磺酸類物質(zhì)濃度。剩余水相同樣按照與第一級相同的相比加入分液漏斗中進行第二級萃取，其中萃取相為貧溶劑，達到平衡后分相、取樣分析，剩余水相以貧溶劑進行第三級萃取，如此類推。實驗表明，經(jīng)六級錯流萃取處理后，磺酸類物質(zhì)去除率達97.3％以上，處理后廢水外觀呈淺黃色透明。
實施例4間氨基苯磺酸生產(chǎn)廢水外觀呈黃褐色透明，pH值1.24，磺酸類物質(zhì)濃度為50401.0mg.L-1，含鹽量10.0％。采用體積濃度20％三烷基胺+30％辛醇+50％煤油作為萃取劑，對間氨基苯磺酸生產(chǎn)廢水進行多級萃取，以體積相比(萃取相/廢水)為1∶1加入到300ml的分液漏斗中，體積總量為240ml，蓋上瓶塞，在常溫下，劇烈搖動，萃取60分鐘，使兩相達到萃取平衡；再將平衡后的溶液在常溫下靜置，分相，10分鐘后分離有機相和水相，測定水相磺酸類物質(zhì)濃度、pH值，根據(jù)物料衡算求出有機相中被萃磺酸類物質(zhì)濃度。剩余水相同樣按照與第一級相同的相比加入分液漏斗中進行第二級萃取，其中萃取相為貧溶劑，達到平衡后分相、取樣分析，剩余水相以貧溶劑進行第三級萃取，如此類推。實驗表明，經(jīng)三級錯流萃取處理后，磺酸類物質(zhì)去除率達98％以上，處理后的廢水外觀呈淺黃色透明。
實施例5取實施例1、2中萃取過廢水的第一級負載有機相進行溶劑反萃取再生實驗。記為①負載DSD酸生產(chǎn)廢水的20％三烷基胺+30％辛醇+50％煤油溶劑、②負載DSD酸生產(chǎn)廢水的10％氯化甲基季銨鹽+20％辛醇+50％煤油溶劑、③負載H酸生產(chǎn)廢水的30％三烷基胺+40％辛醇+30％煤油溶劑。對①以質(zhì)量濃度10％氫氧化鈉溶液為反萃液分別在25℃和50℃下進行反萃模擬實驗，對②以質(zhì)量濃度6％的HCl溶液為反萃液在25℃下進行反萃模擬實驗，對③以質(zhì)量濃度10％氫氧化鈉溶液為反萃液在25℃下進行反萃模擬實驗。取15ml負載后的萃取劑加入到50ml具塞錐形瓶中，再加入等體積的反萃液，置于HZQ-F型全溫空氣浴振蕩器中，在常溫下以220min-1的速度振蕩30分鐘，達到反萃平衡，測定水相中磺酸類物質(zhì)的濃度，根據(jù)物料衡算求出有機相中磺酸類物質(zhì)濃度。定義反萃平衡后有機相中磺酸類物質(zhì)濃度減少量與初始有機相中濃度之比為反萃率。實驗結(jié)果表明，選取的反萃液對負載萃取劑均有較好的反萃作用，可以實現(xiàn)100％反萃。
權(quán)利要求
1.一種用絡(luò)合萃取對磺酸類染料中間體進行廢水預(yù)處理方法，其特征在于該方法包括以下兩個步驟(1)制備萃取劑，其成分為絡(luò)合劑+助溶劑+稀釋劑，萃取劑的體積配比為絡(luò)合劑占10％～50％，助溶劑占5～40％，其余為稀釋劑，其中絡(luò)合劑為三烷基胺或氯化甲基季銨鹽，助溶劑為辛醇，稀釋劑為煤油，將絡(luò)合劑、助溶劑、稀釋劑按照上述體積比例在常溫下混合均勻，即為萃取劑；(2)以上述制備的混合溶劑為萃取劑，在常溫下，對磺酸類染料中間體廢水進行多級萃取，在萃取操作中，體積相比范圍為萃取劑∶水相=0.3～1.5∶1，對廢水進行多級萃取時，將萃取劑和廢水以上述相比加入到分液器中，在常溫下，劇烈搖動，萃取10分鐘以上，使兩相達到萃取平衡；將萃取溶液在常溫下靜置，待分相后，分離有機相和水相，測定pH值為酸性，并測定水相中磺酸類物質(zhì)的含量。根據(jù)物料衡算求出有機相中被萃磺酸類物質(zhì)濃度。剩余水相同樣按照與第一級相同的相比加入分液漏斗中進行第二級萃取，其中萃取相為貧溶劑，達到平衡后分相，取樣分析，剩余水相與貧溶劑進行第三級萃取，如此類推，直到萃殘液中磺酸類物質(zhì)去除率達到要求為止。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用絡(luò)合萃取對磺酸類染料中間體進行廢水預(yù)處理方法,首先制備萃取劑,其成分為絡(luò)合劑+助溶劑+稀釋劑,然后用該萃取劑在常溫下對磺酸類染料中間體廢水進行多級萃取,直到萃殘液中磺酸類物質(zhì)去除率達到要求為止。本發(fā)明的絡(luò)合萃取方法,由于在極性有機稀溶液體系中的高選擇性和高效性,已成功地用于苯酚、苯胺、有機酸的提取回收。
文檔編號C02F1/26GK1309092SQ0110965
公開日2001年8月22日 申請日期2001年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月16日
發(fā)明者李振宇, 秦煒, 戴猷元, 羅學(xué)輝, 符鈺 申請人:清華大學(xué)