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疏水性低共熔溶劑萃取含酚廢水方法

發布時間:2020-1-29 8:08:17  中國污水處理工程網

  申請日2019.10.25

  公開(公告)日2020.01.10

  IPC分類號C02F1/26; C02F101/34

  摘要

  本發明公開了一種基于疏水性低共熔溶劑萃取含酚廢水的方法,它用所述疏水性低共熔溶劑萃取廢水中的酚類物質,所述疏水性低共熔溶劑包括氫鍵受體和氫鍵供體,其中氫鍵受體為薄荷醇,氫鍵供體為十四烷酸、十六烷酸、十八烷酸中的至少一種,所述氫鍵受體和氫鍵供體的摩爾比為1‑2:1。本發明提供的疏水性低共熔溶劑萃取含酚廢水中酚類污染物的方法操作簡單,萃取時間短,萃取后進行靜置時,有機‑水兩相有明顯的界面,容易分離,酚類污染物的去除效率高。

  權利要求書

  1. 一種基于疏水性低共熔溶劑萃取含酚廢水的方法,其特征在于:用所述疏水性低共熔溶劑萃取廢水中的酚類物質,所述疏水性低共熔溶劑包括氫鍵受體和氫鍵供體,其中氫鍵受體為薄荷醇,氫鍵供體為十四烷酸、十六烷酸、十八烷酸中的至少一種,所述氫鍵受體和氫鍵供體的摩爾比為1-2 : 1。

  2. 如權利要求1所述的一種基于疏水性低共熔溶劑萃取含酚廢水的方法,其特征在于,所述疏水性低共熔溶劑的制備方法為:將氫鍵受體于80-90 ℃溫度下干燥5-6 h后,與氫鍵供體混合并于65-75 ℃油浴溫度下攪拌10-20 min,得到透明均一的液體,即制得所述疏水性低共熔溶劑。

  3.如權利要求1所述的一種基于疏水性低共熔溶劑萃取含酚廢水的方法,其特征在于,包括以下過程:將所述疏水性低共熔溶劑與含酚廢水混合,劇烈攪拌下進行萃取,隨后靜置分層,進行分離處理。

  4. 如權利要求3所述的一種基于疏水性低共熔溶劑萃取含酚廢水的方法,其特征在于:疏水性低共熔溶劑與含酚廢水混合的質量比為1-2 : 1。

  5. 如權利要求3所述的一種基于疏水性低共熔溶劑萃取含酚廢水的方法,其特征在于:進行萃取的溫度為40-50 ℃。

  6. 如權利要求3所述的一種基于疏水性低共熔溶劑萃取含酚廢水的方法,其特征在于:進行萃取的時間為4-5 h。

  7. 如權利要求3所述的一種基于疏水性低共熔溶劑萃取含酚廢水的方法,其特征在于:靜置分層的時間為20-30 h。

  8.如權利要求1所述的一種基于疏水性低共熔溶劑萃取含酚廢水的方法,其特征在于:所述廢水中的酚類物質為苯酚、愈創木酚中的至少一種。

  說明書

  一種基于疏水性低共熔溶劑萃取含酚廢水的方法

  技術領域

  本發明涉及廢水處理技術領域,具體涉及一種基于疏水性低共熔溶劑萃取含酚廢水的方法。

  背景技術

  酚類化合物是一種原型質毒物,可以通過粘膜、皮膚侵入人體內部,高濃度酚會使得蛋白質凝固及細胞失活,從而引起組織損傷壞死直至全身中毒。

  20世紀50年代以來,化工行業的發展使得人工合成的有機物種類與日俱增。酚類化合物一直作為一種重要的產品和原料,有著十分廣泛的用途,例如炸藥、殺蟲劑、藥品和染料等,另外在焦化廠、煉油廠等也會有大量酚類化合物的排放,其濃度有的高達幾萬毫克/升,低的也有數百毫克/升,會造成嚴重的環境污染。

  同時,酚類又是可降解型毒物,將濃酚分離出來之后,既可以回收利用酚類創造價值,又能將水中酚濃度降至含酚廢水的生化預處理排放標準,減小生化處理難度。迄今為止,含酚廢水的分離方法有很多,主要有吸附法、過濾法、蒸餾法、Fenton氧化法等等。吸附法是廢水處理中常用的一種方法,利用活性炭等吸附材料吸附去除有機物,一般可達到較高的出水水質,但吸附劑回收利用的技術難度大、處理費用高,容易產生二次污染且增加二次處理費用,難以在實際中推廣應用。過濾法是利用甲醛廢液與含酚廢水反應生成酚醛樹脂沉淀,升溫攪拌然后冷卻過濾,是一種以廢治廢的方法,處理效果較好,但是蒸汽耗量大,適用范圍小。蒸餾法依據水與酚類物質的沸點不同進行分離,這種方法處理含酚廢水雖然操作簡單,但成本高且占地面積大,并不利于含酚廢水的處理。Fenton氧化法是利用Fenton試劑對廢水進行凈化的方法,其實質是Fe2+催化分解H2O2產生具有極強氧化性的羥基自由基,氧化分解有機物。但是以FeSO4為催化劑的傳統Fenton氧化法處理含酚廢水時,對pH的要求比較高,一般情況下最佳pH值為3-4,而在反應結束后又需要調節廢水至堿性,這就使得處理成本較高,而且會產生大量難以處置的鐵泥。現有的處理方法普遍存在處理效率低、處理時間長、能耗高等問題,因此,有必要研發高效、綠色的酚類污染物的處理方法。

  低共熔溶劑是由兩種或兩種以上的化合物按照一定的化學計量比形成。不同化合物之間會形成氫鍵作用力、范德華力和π-π作用力等,使得晶格能下降,晶格結構破壞,化合物的熔點降低的共熔現象。大部分的低共熔溶劑都是親水性的,少數是疏水性的。低共熔溶劑不僅具有與離子液體相似的物理化學性質,而且可生物降解,合成過程原子利用率達100%。專利CN109721145A 利用醇(CnH2n+2Ox中的至少一種,其中,1≤n≤10,1≤x≤n)作為氫鍵受體,以氨基酸(RCHNH2COOH中的至少一種,其中R為C2-C6鏈烯基、C1-C4取代鏈烷基或未取代鏈烷基、含氮雜環、芳香基或環烷基)作為氫鍵供體,在溫度 90-120 ℃、作用時間1-3h條件下合成低共熔溶劑,在含酚廢水與低共熔溶劑質量比為5-10:1、溫度80-120 ℃、攪拌時間0.5-10 h條件下進行,酚去除率≥95%。但此類低共熔溶劑的制備溫度以及萃取含酚廢水的溫度均較高,且此低共熔溶劑的制備時間較長,需要較高能耗及較長處理周期。

  發明內容

  針對現有技術方案存在的不足,本發明的目的在于提供一種基于疏水性低共熔溶劑萃取含酚廢水的方法。

  所述的一種基于疏水性低共熔溶劑萃取含酚廢水的方法,其特征在于:用所述疏水性低共熔溶劑萃取含酚廢水中的酚類物質,所述疏水性低共熔溶劑包括氫鍵受體和氫鍵供體,其中氫鍵受體為薄荷醇,C14及以上的羧酸作為氫鍵供體,氫鍵供體為十四烷酸、十六烷酸、十八烷酸中的至少一種,所述氫鍵受體和氫鍵供體的摩爾比為1-2 : 1。

  所述的一種基于疏水性低共熔溶劑萃取含酚廢水的方法,其特征在于,所述疏水性低共熔溶劑的制備方法為:將氫鍵受體于80-90 ℃溫度下干燥5-6 h后,與氫鍵供體混合并于65-75 ℃油浴溫度下攪拌10-20 min,得到透明均一的液體,即制得所述疏水性低共熔溶劑。

  所述的一種基于疏水性低共熔溶劑萃取含酚廢水的方法,其特征在于,包括以下過程:將所述疏水性低共熔溶劑與含酚廢水混合,劇烈攪拌下進行萃取,隨后靜置分層,進行分離處理。

  所述的一種基于疏水性低共熔溶劑萃取含酚廢水的方法,其特征在于疏水性低共熔溶劑與含酚廢水混合的質量比為1-2 : 1。

  所述的一種基于疏水性低共熔溶劑萃取含酚廢水的方法,其特征在于進行萃取的溫度為40-50 ℃。

  所述的一種基于疏水性低共熔溶劑萃取含酚廢水的方法,其特征在于進行萃取的時間為4-5 h。

  所述的一種基于疏水性低共熔溶劑萃取含酚廢水的方法,其特征在于靜置分層的時間為20-30 h。

  所述的一種基于疏水性低共熔溶劑萃取含酚廢水的方法,其特征在于:所述廢水中的酚類物質為苯酚、愈創木酚中的至少一種。

  與中國專利CN109721145A相比可知,本發明采用不同的氫鍵受體與氫鍵供體,本發明制備疏水性低共熔溶劑的溫度較低、制備時間較短。并且利用本發明的疏水性低共熔溶劑對含酚廢水進行萃取處理時,萃取溫度也明顯低于專利CN109721145A中的萃取溫度。

  相對于現有技術,本發明取得的有益效果是:

  1)本發明提供的疏水性低共熔溶劑,萃取含酚廢水中酚類污染物的方法操作簡單,低共溶劑與廢水中的酚類污染物通過氫鍵結合,將廢水中的酚類污染物萃取出來,且萃取時間短,萃取后進行靜置時,有機-水兩相有明顯的界面,容易分離,酚類污染物的去除效率高;

  2)本發明的疏水性低共熔溶劑的毒性低,萃取操作的安全性好。且低共熔溶劑的疏水性好,所以與水的分層效果好,低共熔溶劑基本不會殘留在水中產生二次污染;而本發明的低共熔溶劑在室溫下呈固態的特點,可以使得萃取結束后的有機-水兩相的分離變得十分簡單,具有很好的經濟和社會效應。(發明人于鳳文;丁磊;王芳琪;王駿;李翱;計建炳)

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