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一种24二氯35二甲基苯酚废水的萃取处理方法pdf
时间:2024-03-03 20:15 点击次数:119

  杨春平; 焦盼盼; 邓自西; 严洲; 曾光明; 程燕; 何慧军; 邵京京; 仇璐

  本发明公开了一种2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚(DCMX)废水处理的方法。本发明包括如下步骤(1)萃取DCMX:将DCMX废水进行酸化,之后加入络合萃取剂磷酸三丁酯—煤油,均匀搅拌进行萃取,将DCMX萃取到有机相中,萃取结束后静置分液,得到了含有DCMX的有机相;(2)反萃取回收DCMX:在含有DCMX的有机相中加入氢氧化钠,使DCMX转化为DCMX的钠盐,并从有机相进入水相,从而回收得到纯的DCMX的钠盐溶液。本发明可以回收废液中82%以上的DCMX,避免了资源的浪费,而且所用萃取剂可以循环使用,药剂损耗少。该方法具有处理效率高,操作简单,条件温和,易于控制等优点,且萃取剂可重复利用,降低成本,废水中的DCMX的钠盐也可以作为资源回收利用。

  1.一种2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚废水处理的方法,其特征在于,包括如下步骤:

  (1)萃取2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚:将2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚废水进行酸化,之后加入络合萃取剂磷酸三丁酯—煤油,均匀搅拌进行萃取,将2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚萃取到有机相中,萃取结束后静置,之后分液得到含有2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚的有机相;

  (2)反萃取回收2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚:在含有2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚的有机相中加入氢氧化钠溶液,使2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚转化为2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚钠,并从有机相转移到水相中,反萃取结束后静置,之后分液回收得到纯2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚钠溶液。

  2.根据权利要求1所述一种2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚废水处理的方法,其特征在于,步骤(1)中所述酸化处理,是用稀硫酸将2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚废水pH值调节为0.5~2.0。

  3.根据权利要求1所述一种2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚废水处理的方法,其特征在于,步骤(1)中络合萃取剂的配比磷酸三丁酯:煤油为1:2~1:3(体积比)。

  4.根据权利要求1所述一种2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚废水处理的方法,其特征在于,步骤(1)中进行萃取时,2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚废水和络合萃取剂的比例为1:1~1:1.5。

  5.根据权利要求1所述一种2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚废水处理的方法,其特征在于,步骤(1)和(2)中进行萃取和反萃取时搅拌速度为100~250r/min,时间为30~50min。

  6.根据权利要求1所述一种2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚废水处理的方法,其特征在于,步骤(1)和(2)中静置时间为30~60min。

  7.根据权利要求1所述一种2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚废水处理的方法,其特征在于,步骤(2)中进行反萃采用NaOH溶液,浓度为0.25mol/L~1.0mol/L,反萃取时碱液与油相1:1~4:1。

  8.根据权利要求1所述一种2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚废水处理的方法,其特征在于,2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚废水的COD为9650mg/L,pH为5.8。

  本发明涉及一种2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚废水的处理技术领域,具体涉及一种2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚废水的萃取处理方法。

  2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚,简称DCMX,作为一种酚类物质,一般用作抗菌防腐剂,广泛用于个人护理、环境消毒及纺织、造纸、皮革、油田等领域。这种高效广谱强抗微生物剂,对十多种病原微生物具有强杀灭和抑制作用。当前,主要被用于洗涤剂中。

  含酚废水中酚类化合物是一种原型质毒物,所有生物活性体均能产生毒性,可通过与皮肤、粘膜的接触不经肝脏解毒直接进入血液循环,致使细胞破坏并失去活力,也可通过口腔侵入人体,造成细胞损伤。高浓度的酚液能使蛋白质凝固,并能继续向体内渗透,引起深部组织损伤,坏死乃至全身中毒,即使是低浓度的酚液也可使蛋白质变性。人如果长期饮用被酚污染的水能引起慢性中毒,出现贫血、头昏、记忆力衰退以及各种神经系统的疾病,严重的会引起死亡。酚口服致死量为530mg/kg(体重)左右,而且甲基酚和氯酚对人体的毒性更大,而且酚和其它有害物质相互作用产生协同效应,变得更加有害,促进致癌化。水中酚含量达到5~10mg/L时,会引起鱼类大量死亡。此外,用含酚废水灌溉农田,也会使农作物减产或枯死。

  2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚这种酸性含酚废水有机物含量高,盐度高,气味重,对微生物抑制作用大,很难降解,对人体和环境都会产生危害。因此,针对2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚废水的处理将会受到人们的重视。

  2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚废水的主要处理方法有:蒸发结晶法,吸附法,气提法,生化法,化学氧化法,以及各种方法的组合工艺流程。蒸发结晶法是最传统的方法,对于2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚的回收效果较低,能耗较大。吸附法,处理效果较好,处理的水量较大,但吸附选择性差,成本较高,且酚类物质不能回用。气提法,只是针对挥发性的有机物,范围狭小。生化法,处理效率高,经过净化的废水达标率高,但其主要针对中低浓度废水,且过程复杂,成本高,技术上有一定难度;化学氧化法也具有效率高的特点,但氧化剂用量大成本高,高浓度的废水还需经过稀释。

  由于酚类物质污染性大,我们理应考虑酚的回收利用。因此,对于日化生产中中低浓度的2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚废水需要找到一种高效,简易,成本较低的处理方法。本发明不仅能弥补以往方法的缺陷,而且为该类废水的处理起到指导的作用。

  本发明旨在提出一种工艺简单、高效环保、经济并可以回收2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚的方法。该方法能够解决2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚废水含有高浓度盐,传统的蒸发结晶回收2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚的方法无法实现2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚与盐的高效分离的问题。

  1)萃取2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚:将2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚废水进行酸化,之后加入络合萃取剂磷酸三丁酯—煤油,均匀搅拌进行萃取,将2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚萃取到有机相中,萃取结束后静置,之后分液得到含有2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚的有机相;

  2)反萃取回收2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚:将含有2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚的有机相中加入氢氧化钠溶液,使2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚转化为2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚钠,并从有机相进入水相,反萃取结束后静置,之后分液回收得到纯2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚钠溶液。

  作为优选的络合萃取剂磷酸三丁酯—煤油,比例控制在1:2~1:3,所用萃取剂按体积百分数计。而络合萃取剂磷酸三丁酯—甲基异丁基酮也可作为本发明的萃取剂,同样能达到本发明的目的。

  萃取前,用稀硫酸将2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚生产废水的pH调节在0.5~2.0,若调节pH值高于2.0时,2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚的萃取率会显著降低;若调节pH值低于0.5时,降低pH值对2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚的萃取率没有明显影响,会造成酸的过量消耗并影响对2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚的回收。

  萃取过程采用多级萃取,萃取剂与2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚生产废水的体积比为1:1~1:1.5,萃取级数3~5级,每级混合时间30~50min,搅拌速度为100~250r/min,每级静置时间30~60min。

  反萃过程中油相萃取液中加碱进行反萃取回收萃取剂。所述的碱一般采用碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液,我们采用氢氧化钠溶液进行反萃,反萃取时碱溶液与油相萃取液的体积比为1:1~4:1。废水中的2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚通过萃取—反萃取的过程也可以回收利用。

  反萃过程采用多级反萃,反萃取次数3~5次,每级混合时间30~50min,搅拌速度为100~250r/min,每级静置时间30~60min。

  虽然现在从废水中萃取2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚的萃取剂较多,但是萃取方法回收废水中2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚的难点在于许多萃取剂对2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚反萃性能较差,有的物理溶剂在水中溶解性较大,而且价格昂格反萃率低,萃取及剂的损失严重,无法循环使用产生,与现有处理方法相比,本发明具有如下优点:

  本发明采用络合溶剂萃取的方法,由于络合萃取剂在水中溶解度很小,萃取过程损失很少,并且经过反萃后对其萃取效果没有影响,可以直接循环使用。且具有处理效率高,操作简单,条件温和,成本较低,易于控制等优点,废水中的2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚钠盐通过萃取-反萃取的过程也可以回收利用。

  如图1所示为本发明的工艺流程图,2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚生产废水调节pH值后进行萃取,萃取得到的油相萃取液加碱反萃取回收2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚,萃取过程可以根据实际废水情况进行多次操作,使萃取剂重复使用。

  (1)采用四级萃取—四级反萃取工艺流程,以磷酸三丁酯—煤油(体积比为1:2)为萃取有机相,控制相比(有机相:水相)为1:1,萃取pH值为0.5,对COD为9650mg/L的2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚废水进行了处理,每级混合时间为30分钟,静置时间为30分钟,三级萃取后萃取余液中COD为434.3mg/L,去除率为95.5%;萃取后所得的有机相中加入0.25mol/L的NaOH溶液,取相比(有机相:水相)为1:1,对萃取有机相进行反萃取,每级混合时间为30分钟,静置时间为30分钟,反萃液COD为7913mg/L,回收率为82%。

  (2)采用五级萃取—四级反萃取工艺流程,以磷酸三丁酯—煤油(体积比为1:2)为萃取有机相,控制相比(有机相:水相)为1:1,萃取pH值为1.5,对COD为9650mg/L的2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚废水进行了处理,每级混合时间为30分钟,静置时间为30分钟,四级萃取后萃取余液中COD为617.6mg/L,去除率为93.6%;萃取后所得的有机相中加入0.25mol/L的NaOH溶液,取相比(有机相:水相)为1:1,对萃取有机相进行反萃取,每级混合时间为30分钟,静置时间为30分钟,反萃液COD为7720mg/L,回收率为80%。

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  本发明公开了一种2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚(DCMX)废水处理的方法。本发明包括如下步骤(1)萃取DCMX:将DCMX废水进行酸化,之后加入络合萃取剂磷酸三丁酯煤油,均匀搅拌进行萃取,将DCMX萃取到有机相中,萃取结束后静置分液,得到了含有DCMX的有机相;(2)反萃取回收DCMX:在含有DCMX的有机相中加入氢氧化钠,使DCMX转化为DCMX的钠盐,并从有机相进入水相,从而回收得到纯的DC。

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