銘盛環(huán)境——工業(yè)污水，工業(yè)廢水處理專家，提供污水處理解決方案
煤直接焚燒的能量應(yīng)用率低，并且，燃煤的大量運用，排放大量的煙塵、二氧化硫和氮氧化物，影響空氣質(zhì)量，增加霧霾天氣呈現(xiàn)的范圍和頻率。煤化工技術(shù)可將煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體燃料及化學(xué)品，帶動干凈煤技術(shù)的開展，提升煤炭的運用效率，從而被鼎力開展與推行。但是，煤化工工藝過程會產(chǎn)生大量廢水，且煤化工廢水具有產(chǎn)生量大、成份復(fù)雜、有機物濃度高、生物毒性大、含有的物質(zhì)品種繁多以及廢水水質(zhì)隨原煤質(zhì)量和氣化工藝的不同而多變等特性，因而，目前煤化工工業(yè)廢水處理問題曾經(jīng)成為煤化工項目的“短板”與“瓶頸”。
煤化工廢水是一種典型的含酚廢水，酚類化合物是高毒類物質(zhì)，可使人類及生物個體的細(xì)胞失去活性，嚴(yán)重影響其安康和生命平安。大量研討顯現(xiàn)，當(dāng)酚在水中的質(zhì)量濃度超越3000mg/L時，將會造成大量的有機生物死亡，因而，酚被世界環(huán)境維護(hù)組織列為主要高毒性有機污染物質(zhì)。而關(guān)于這種典型的高濃度含酚煤化工廢水，直接生化處置十分艱難，能夠選擇溶劑萃取法來去除酚類化合物。本研討在萃取脫酚工藝處置煤化工廢水的根底上，對工藝參數(shù)實施了配置優(yōu)化，以提升煤化工廢水脫酚效果。
1、實驗廢水水質(zhì)指標(biāo)
實驗廢水取自某煤化工工廠，水樣感官呈棕褐色、有刺激性氣息、混濁度普通，水樣材料顯現(xiàn)水樣含酚量高、COD值高。經(jīng)檢測，實驗廢水中總酚質(zhì)量濃度為9500mg/L，揮發(fā)酚質(zhì)量濃度為5500mg/L，COD值為35000mg/L，pH值為6.5。
2、實驗藥品、儀器與辦法
2.1 實驗藥品
甲基異丁基酮、苯、硫代硫酸鈉、溴化鉀、溴酸鉀、淀粉、碘化鉀、氫氧化鈉，剖析純，天津市科密歐科技開展有限公司;甲苯、濃硫酸、濃鹽酸，剖析純，天津市江天化工技術(shù)有限公司;乙醇，剖析純，天津市紅橋化工。
2.2 實驗儀器與設(shè)備
電熱恒溫水浴鍋，DK-98-ⅡA，水浴恒溫振蕩器，SHZ-88，艾本德移液槍，0.5mL～5.0mL，分液漏斗，1000mL，COD消解器(DRB200)，COD測定儀(DR1010型)，pH計，211型，玻璃吸附柱，Φ15×400mm，電子天平，ALC.310.3。
2.3 實驗辦法
經(jīng)過查閱大量文獻(xiàn)材料，以為總酚的測定應(yīng)采用直接溴化法，行將揮發(fā)酚蒸餾出來，參加過量溴，得到溴代三溴酚，再參加碘化鉀，反響過量溴和溴代三溴酚得到碘單質(zhì)，再用硫代硫酸鈉溶液滴定生成的碘，將結(jié)果與空白樣比照，計算出所測溶液中揮發(fā)酚及總酚的含量。
COD的測定采用分光光度計法，即在強酸條件下，以硫酸銀作催化劑，重鉻酸鉀作氧化劑，經(jīng)過分光光度計測定廢水中Cr2O7-和Cr3+的吸光度，進(jìn)而測定水樣中COD含量。
3、實驗結(jié)果
3.1 萃取劑的選擇
選取苯、甲苯及MIBK為煤化工廢水脫酚萃取劑，三者的再生方式皆為精餾，沸點分別為80.1℃、110.6℃、116.7℃。3種不同萃取劑對煤化工廢水中總酚的萃取效果如圖1所示。
由圖1可得，萃取級數(shù)為1～7，苯、甲苯及MI-BK3種萃取劑對總酚的去除率皆隨著萃取級數(shù)的增大而有不同水平的升高，同時，MIBK對煤化工廢水總酚的萃取效果明顯好于苯和甲苯，特別在萃取級數(shù)較小時更為明顯。詳細(xì)的，關(guān)于苯和甲苯而言，當(dāng)萃取級數(shù)為1～5時，隨著萃取級數(shù)的增大，其對總酚的去除率增加比擬明顯，苯對總酚的去除率由萃取級數(shù)為1時的63%增加到萃取級數(shù)為5時的91%，甲苯對總酚的去除率由萃取級數(shù)為1時的55%增加到萃取級數(shù)為5時的87%;當(dāng)萃取級數(shù)為5～7時，隨著萃取級數(shù)的增大，其對總酚的去除率增加遲緩，并不明顯，苯與甲苯對總酚的去除率分別由萃取級數(shù)為5時的91%和87%增加到萃取級數(shù)為7時的93%和88%。而關(guān)于萃取劑MIBK來說，隨著萃取級數(shù)的增加，其對總酚的去除率增加并不明顯，只由萃取級數(shù)為1時的91%增加到萃取級數(shù)為7時的94%，MIBK的萃取效果明顯比苯、甲苯好很多。這可能是由于，MIBK對酚有更高的分配系數(shù)。因而，選擇MIBK作為該工廠脫酚工藝中比擬適宜的萃取劑。
3.2 萃取脫酚工藝參數(shù)的優(yōu)化
3.2.1 萃取級數(shù)
在查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)及實驗的根底上，將此煤化工廢水與MIBK萃取劑在萃取溫度T=50℃、萃取相比R=1∶4以及萃取級數(shù)為1～7級的萃取條件下充沛混合15min，靜置30min，剖析上層液中總酚含量和COD值，結(jié)果如圖2所示。
由圖2可知，隨著萃取級數(shù)的增大，煤化工廢水中總酚和COD的去除率皆有明顯的提升。當(dāng)萃取級數(shù)在1～5時，總酚和COD的去除率大幅度提升，變化比擬明顯，去除率分別由萃取級數(shù)為1時的91.0%和92.7%上升到萃取級數(shù)為5時的94.5%和97.5%;而當(dāng)萃取級數(shù)在5～7時，總酚和COD的去除率變化較緩，并不明顯，去除率分別由萃取級數(shù)為5時的94.5%和97.5%上升到萃取級數(shù)為7時的94.7%和97.7%。因而，思索到提升萃取級數(shù)會增加本錢問題，應(yīng)選擇萃取級數(shù)為5級，此時，總酚的去除率為94.5%，COD的去除率為97.5%。
3.2.2 萃取相比
將此煤化工廢水與MIBK萃取劑在萃取溫度t=50℃、萃取級數(shù)為5級以及萃取相比R=1∶1～1∶8的萃取條件下充沛混合15min，靜置30min，剖析上層液中總酚含量和COD值，結(jié)果如圖3所示。
由圖3可知，隨著萃取相比R的降低，煤化工廢水中總酚和COD的去除率皆有明顯的降低。在萃取相比R為1∶1～1∶4時，總酚和COD的去除率有降落的趨向，但并不明顯，總酚和COD的去除率分別由萃取相比R=1∶1時的95.6%和97.2%降落為萃取相比R=1∶4時的94.5%和96.5%;而在萃取相比R為1∶4～1∶8時，總酚和COD的去除率呈現(xiàn)出較為明顯的降落趨向，總酚和COD的去除率分別由萃取相比R=1∶4時的94.5%和96.5%降落為萃取相比R=1∶8時的91.3%和91.3%。但是，在實踐操作中，萃取相比也并非越大越好，由于增大萃取劑用量，固然能夠加強萃取效果，但也增加了萃取劑的回收能耗和回收本錢，因而，需求肯定滿足萃取指標(biāo)條件下的最小萃取劑用量。綜上所述，此實驗條件下，萃取相比宜取R=1∶4。
3.2.3 萃取溫度
將此煤化工廢水與MIBK萃取劑在萃取級數(shù)為5級、萃取相比R=1∶4以及萃取溫度t=25℃～70℃的萃取條件下充沛混合15min，靜置30min，剖析上層液中總酚含量和COD值，結(jié)果如圖4所示。
由圖4可知，萃取溫度t=25℃～70℃時，隨著溫度的升高，總酚和COD的去除率變化趨向根本分歧，但去除率皆堅持在93.8%以上。溫度對MIBK萃取脫酚的影響不大。詳細(xì)看來，萃取溫度t=25℃～50℃時，總酚和COD的去除率隨溫度的升高而增加，之后，二者的去除率反而略有降落的趨向。因而，萃取溫度t應(yīng)控制在50℃～55℃，思索到工廠廢水進(jìn)入萃取塔的溫度在50℃左右，故把MIBK萃取的工藝溫度t肯定在45℃～55℃。
4、結(jié)論
經(jīng)過對煤化工廢水萃取脫酚工藝萃取劑的選擇、萃取級數(shù)、萃取相比以及萃取溫度的研討，得到如下結(jié)論：
1)經(jīng)過剖析比照甲苯、苯、MIBK的分配系數(shù)、再生辦法，以及進(jìn)一步的實驗，肯定MIBK作為煤化工廢水萃取脫酚的萃取劑具有良好的效果;
2)實驗肯定的萃取級數(shù)、萃取相比以及萃取溫度分別為萃取級數(shù)為5級，萃取相比R=1∶4，萃取溫度t=45℃～55℃;
3)最佳實驗條件下，總酚和COD的去除率分別為94.5%和97.5%。
