CN108793304B - 一种对含酚煤化工废水进行萃取的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于污水处理技术领域，公开了一种对含酚煤化工废水进行萃取的方法。所述方法为：将含酚煤化工废水与萃取溶剂乙酸乙烯酯进行逆流萃取，得到富含酚萃取相和萃余相。本发明采用乙酸乙烯酯作为含酚煤化工废水的萃取剂，脱酚效率高，经3级萃取后废水中的挥发酚脱除率可达到98％以上，且乙酸乙烯酯沸点只有72℃，萃取剂回收能耗更低。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种对含酚煤化工废水进行萃取的方法。
背景技术
煤气化、炼油和炼焦工业在生产过程中产生大量的含酚废水，废水水质复杂，酚浓度高，且酚种类繁多，既有单元酚，又有多元酚，此外还含有脂肪酸、杂环化合物、胺类等有机物、酸性气体、焦油、粉煤灰等。这些物质毒性大，生物降解难，对环境造成严重污染的同时也直接威胁到人类健康，一直是煤化工废水处理的难点问题。
目前工业运行中的脱酚基本流程比较相似，均采用先脱除酸气和氨，将废水的pH降到5～8，然后进行溶剂萃取，工业上大量使用的萃取剂有二异丙醚和甲基异丁基甲酮。二异丙醚具有沸点和饱和蒸汽压低、水溶性小、回收容易、耗能小等优点，但其脱酚效率较低。甲基异丁基甲酮虽然显著提升酚的脱除效率，但其沸点和汽化热较高，溶剂回收能耗大。
因此亟需开发一种脱酚效率更高，萃取剂回收能耗更低，维持生化处理平稳运行的萃取剂及萃取方法。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种对含酚煤化工废水进行萃取的方法。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种对含酚煤化工废水进行萃取的方法，包括如下步骤：
将含酚煤化工废水与萃取溶剂乙酸乙烯酯进行逆流萃取，得到富含酚萃取相和萃余相。
进一步地，所述含酚煤化工废水中挥发酚含量为1000～16000mg/L，非挥发酚含量低于1200mg/L，杂环化合物含量为200～1000mg/L。
进一步地，所述萃取溶剂乙酸乙烯酯与含酚煤化工废水的体积比为1:(2～7)；更优选为1:(4～5)。
进一步地，所述逆流萃取的温度为25～80℃。
进一步地，所述逆流萃取的pH为5～7。
进一步地，所述逆流萃取过程中，混合时间为15～60min，静置时间为10～45min；更优选混合时间为25～40min，静置时间为15～30min。
进一步地，所述逆流萃取的萃取级数为1～4级。
进一步地，上述逆流萃取前，还包括对含酚煤化工废水进行除油、除悬浮物、脱氨的预处理过程。
进一步地，上述逆流萃取后，还包括萃余相进入溶剂汽提塔回收萃取剂后，净水送入生化处理；富含酚萃取相进入精馏塔精馏回收粗酚和萃取剂，回收后的萃取剂循环使用。
本发明的原理为：中性含氧萃取剂中，酯类物质具有低毒性、低沸点和汽化热低的优点，而碳碳双键由于能与酚形成氢键，能极大加强萃取效果，我们通过模型计算和实验验证，发现乙酸乙烯酯具有高的挥发酚脱除率，同时回收能耗低。
相对于现有技术，本发明的萃取方法具有如下优点及有益效果：
(1)本发明的萃取剂脱酚效率高。经3级萃取后废水中的挥发酚脱除率可达到98％以上，能够有效地回收废水中的酚类物质，也有利于废水的后续治理达标排放。
(2)本发明的萃取剂乙酸乙烯酯沸点只有72℃，精馏回收萃取剂溶剂时能耗低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
以下实施的挥发酚含量通过以下方法测定：
酚含量根据HJ502-2009中规定的溴化容量法(不同的是不进行预蒸馏的步骤)进行测定；挥发酚的含量根据HJ502-2009中规定的预蒸馏后溴化容量法进行测定。
非挥发酚含量为总酚含量减去挥发酚含量。
杂环化合物以喹啉和吡啶为主，通过气相色谱仪测定，用的30m×0.32mm×0.25μm的HP-1毛细管柱和氢火焰离子检测器进行各组分分析。采用外标法，测量标准曲线。进样器和检测器的温度分别为300℃和280℃。柱箱初始温度设定为180℃，在保持2min后，以20℃/min上升到280℃。所用载气为氮气，流速30mL/min。
实施例1
选择待处理的含酚煤化工废水，挥发酚含量8000mg/L；非挥发酚1000mg/L；杂环化合物600mg/L；萃取温度为25℃，萃取pH值为7，将萃取剂乙酸乙烯酯和煤化工废水按体积比1:4在2个分液漏斗进行2级逆流萃取，其中混合20min，静置30min，得到萃取相和萃余相。萃余相进入溶剂汽提塔回收萃取剂后，净水送入生化处理；富含酚萃取相进入精馏塔精馏回收粗酚和萃取剂，回收后的萃取剂循环使用。
经检测萃余相挥发酚含量为200mg/L；非挥发酚30mg/L；杂环化合物20mg/L。脱除率分别达到97.5％，97％，96.7％。
实施例2
选择待处理的含酚煤化工废水，挥发酚含量为6000mg/L，非挥发酚400mg/L；杂环化合物200mg/L；萃取温度为30℃，萃取pH值为7，将萃取剂乙酸乙烯酯和煤化工废水按体积比1:4在3个分液漏斗进行3级逆流萃取，其中混合25min，静置25min，得到萃取相和萃余相。萃余相进入溶剂汽提塔回收萃取剂后，净水送入生化处理；富含酚萃取相进入精馏塔精馏回收粗酚和萃取剂，回收后的萃取剂循环使用。
经检测萃余相挥发酚含量为100mg/L；非挥发酚10mg/L；杂环化合物5mg/L。脱除率分别达到98.3％，97.5％，97.5％。
实施例3
选择待处理的含酚煤化工废水，挥发酚含量为2000mg/L，非挥发酚400mg/L；杂环化合物300mg/L；萃取温度为50℃，萃取pH值为6，将萃取剂乙酸乙烯酯和煤化工废水按体积比1:4在2个分液漏斗进行2级逆流萃取，其中混合25min，静置15min，得到萃取相和萃余相。萃余相进入溶剂汽提塔回收萃取剂后，净水送入生化处理；富含酚萃取相进入精馏塔精馏回收粗酚和萃取剂，回收后的萃取剂循环使用。
经检测萃余相挥发酚含量为60mg/L；非挥发酚40mg/L；杂环化合物15mg/L。脱除率分别达到97％，90％，95％。
实施例4
选择待处理的含酚煤化工废水，挥发酚含量为12000mg/L，非挥发酚1000mg/L；杂环化合物1000mg/L；萃取温度为25℃，萃取pH值为5，将萃取剂乙酸乙烯酯和煤化工废水按体积比1:4在4个分液漏斗进行4级逆流萃取，其中混合15min，静置15min，得到萃取相和萃余相。萃余相进入溶剂汽提塔回收萃取剂后，净水送入生化处理；富含酚萃取相进入精馏塔精馏回收粗酚和萃取剂，回收后的萃取剂循环使用。
经检测萃余相挥发酚含量为100mg/L；非挥发酚10mg/L；杂环化合物5mg/L。脱除率分别达到99.2％，99％，99.5％。
实施例5
选择待处理的含酚煤化工废水，挥发酚含量为3000mg/L，非挥发酚100mg/L；杂环化合物200mg/L；萃取温度为60℃，萃取pH值为6，将萃取剂乙酸乙烯酯和煤化工废水按体积比1:4在2个分液漏斗进行1级逆流萃取，其中混合20min，静置25min，得到萃取相和萃余相。萃余相进入溶剂汽提塔回收萃取剂后，净水送入生化处理；富含酚萃取相进入精馏塔精馏回收粗酚和萃取剂，回收后的萃取剂循环使用。
经检测萃余相挥发酚含量为550mg/L；非挥发酚20mg/L；杂环化合物50mg/L。脱除率分别达到81.7％，80％，75％。
实施例6
选择待处理的含酚煤化工废水，挥发酚含量为12000mg/L，非挥发酚800mg/L；杂环化合物600mg/L；萃取温度为35℃，萃取pH值为7，将萃取剂乙酸乙烯酯和煤化工废水按体积比1:5在3个分液漏斗进行3级逆流萃取，其中混合15min，静置15min，得到萃取相和萃余相。萃余相进入溶剂汽提塔回收萃取剂后，净水送入生化处理；富含酚萃取相进入精馏塔精馏回收粗酚和萃取剂，回收后的萃取剂循环使用。
经检测萃余相挥发酚含量为165mg/L；非挥发酚30mg/L；杂环化合物20mg/L。脱除率分别达到98.6％，96.2％，96.7％。
对比例1
选择待处理的含酚煤化工废水，挥发酚值为6000mg/L，非挥发酚1000mg/L；杂环化合物600mg/L；萃取温度为25℃，萃取pH值为7，将萃取剂二异丙醚和煤化工废水按体积比1:4在3个分液漏斗进行3级逆流萃取，其中混合20min，静置30min，得到萃取相和萃余相。萃余相进入溶剂汽提塔回收萃取剂后，净水送入生化处理；富含酚萃取相进入精馏塔精馏回收粗酚和萃取剂，回收后的萃取剂循环使用。
经检测萃余相挥发酚含量为200mg/L；非挥发酚50mg/L；杂环化合物30mg/L。脱除率分别为96.7％，95％，95％。
对比实施例1～6和对比例1，我们发现，相比工业上使用的二异丙醚的萃取效果，乙酸乙烯酯对挥发酚的萃取效果更好，通过3级逆流萃取，挥发酚脱除率为98.3％以上，对非挥发酚和杂环化合物也有较好的萃取效果，完全满足工业运行需求，而且本发明的萃取剂溶解度低，沸点低，萃余相及萃取相中的萃取剂回收能耗低，工业应用前景广阔。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种对含酚煤化工废水进行萃取的方法，其特征在于包括如下步骤：
将含酚煤化工废水与萃取溶剂乙酸乙烯酯进行逆流萃取，得到富含酚萃取相和萃余相；
所述含酚煤化工废水中挥发酚含量为1000～16000mg/L，非挥发酚含量低于1200mg/L，杂环化合物含量为200～1000mg/L， 所述萃取溶剂乙酸乙烯酯与含酚煤化工废水的体积比为1:(2～7)；
所述逆流萃取的温度为25～80℃；所述逆流萃取的pH为5～7；所述逆流萃取过程中，混合时间为15～60min，静置时间为10～45min；所述逆流萃取的萃取级数为1～4级。
2.根据权利要求1所述的一种对含酚煤化工废水进行萃取的方法，其特征在于：所述萃取溶剂乙酸乙烯酯与含酚煤化工废水的体积比为1:(4～5)。
3.根据权利要求1所述的一种对含酚煤化工废水进行萃取的方法，其特征在于：所述逆流萃取前，还包括对含酚煤化工废水进行除油、除悬浮物、脱氨的预处理过程。
4.根据权利要求1所述的一种对含酚煤化工废水进行萃取的方法，其特征在于：所述逆流萃取后，还包括萃余相进入溶剂汽提塔回收萃取溶剂后，净水送入生化处理；富含酚萃取相进入精馏塔精馏回收粗酚和萃取溶剂，回收后的萃取溶剂循环使用。
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