萃取劑及採用該萃取劑處理H酸生產中廢水的方法與流程

2023-07-31 12:34:41

本發明涉及廢水處理領域，具體而言，涉及一種萃取劑及採用該萃取劑處理H酸生產中廢水的方法。

背景技術：

H酸主要用於生產酸性染料、直接染料、活性染料和變色酸，其在合成製備過程中會產生大量的廢水廢液，這些產生的廢水廢液pH一般在7-9之間，COD在10萬mg/L左右，這類廢水的特點為：高濃度、高色度、高含鹽量、高懸浮物、毒性大等特點，並且大多數廢水很難生物降解，容易造成水環境汙染，威脅人們的健康，屬於一種典型的含有難降解的有機化合物的工業廢水，如果後續不加以很好的處理，會對環境以及人類有很大的危害，汙染環境。

現有技術中，針對該類廢液的處理方法主要依靠吸附法、混凝法、萃取法、光催化氧化法、催化溼式氧化法、超聲降解法、吹脫法、膜分離法、電化學法以及各種綜合處理工藝，但是這些處理工藝操作比較複雜，大多數處理工藝處理後的廢水並不達標，還需要進行進一步的深化處理後才能達到排放標準，這樣一來無形之中增加了操作成本，延長了操作周期，配套的人力、物力成本也隨之上升，因此尋找一種能夠簡化操作，處理效果好的廢水處理藥劑及處理方法是現如今亟待解決的技術問題。

有鑑於此，特提出本發明。

技術實現要素：

本發明的第一目的在於提供一種專用於處理H酸生產所產生的廢水的萃取劑，該萃取劑組配簡單，主要原料只有區區三種，但是針對H酸生產中所產生廢水中的有害物質，尤其是有機物具有很好的去除作用，並且該萃取劑具有很強的針對性，專門針對H酸生產工藝中所產生的廢水進行處理，並且採用該萃取劑可大大簡化操作步驟，處理效果好。

本發明的第二目的在於提供採用上述萃取劑處理H酸生產中所產生廢水的方法，該廢水處理方法具有操作簡單，操作條件溫和，處理效果好，處理後的廢水完全可以達標排放，充分綠色環保，而且具有方法簡單易於操作，前後步驟銜接緊密，值得廣泛推廣應用。

為了實現本發明的上述目的，特採用以下技術方案：

本發明實施例提供了一種萃取劑，主要由以下原料製得：以質量份數計，三辛胺30-40份，正辛醇20-30份，磺化煤油10-30份。

現有技術中針對H酸生產中所產生的廢水主要採用的為吸附法、混凝法、萃取法、光催化氧化法、催化溼式氧化法、超聲降解法、吹脫法、膜分離法、電化學法以及各種綜合處理工藝，但是這些處理工藝均各有利弊，處理效果不佳，處理後的廢水COD指標比較高，需要後續深度處理工藝配合才能實現真正的零汙染排放，當然H酸生產中所產生的廢水本身含有的物質成分比較複雜，有機物含量比較高，尤其含有大量的酚類，處理難度本身就比較大，因此尋找一種專門這種廢水處理效果好的藥劑是本領域中亟待解決的技術問題。

為了解決現有技術中上述出現的技術問題，本發明提供了一種專門用於處理H酸生產中所產生的廢水的萃取劑，配方雖然簡單但是處理效果甚好，通過採用本發明特定配方的萃取劑，可以實現處理後的廢水的COD在80mg/L以下，能有效的降低廢液中的有機物含量，從而達到廢液環保處理的目的，不用後續配合其他處理工藝，完全可以達標排放，甚至能夠遠遠超過國家標準，省去了後處理的負擔，降低處理成本。

本發明的萃取劑中，主要由三辛胺、正辛醇、磺化煤油這三種原料配合製得，其中三辛胺本身為淡黃色透明油狀液體，有刺激性臭味，呈鹼性，不溶於水，微溶於甲醇，溶於乙醇和乙醚，在工業上經常用於作為貴金屬萃取劑，在冶金工業中，用來萃取分離鈷、鎳、錒系和鑭系元素，還可用作表面活性劑。

正辛醇為一種有機物，具有強烈的芳香氣味，不與水混溶，但與乙醇、乙醚、氯仿混溶。用於制香精、化妝品，並用作溶劑、防沫劑、增塑劑、防凍劑、潤滑油添加劑等，在工業上主要用於生產增塑劑、萃取劑、穩定劑，用作溶劑和香料的中間體。

磺化煤油是指普通煤油採用濃硫酸洗滌後的產物，目的是去除其中的含有不飽和鍵的烷烴，一般用濃硫酸洗滌後再用水洗，飽和碳酸氫鈉洗，無水硫酸鈉乾燥即可，可以用來作為稀土金屬元素萃取劑，用來清洗精密金屬製品，還可作為冷卻清洗劑用於電火花切割用。

雖然這三種原料均可用來做作為萃取劑，但是將這三種原料進行互配作為專門用於處理H酸生產中所產生的廢水的萃取劑，本發明尚屬首創，本發明通過針對H酸生產中所產生的廢水的特殊性質，將三種原料調節為最適宜的比例，使得經過採用本發明的萃取劑處理後的廢水完全可以達標排放，彌補了現有技術中的各種技術缺陷。

本發明萃取劑的三種原料的較優配比為，三辛胺32-38份，正辛醇22-28份，磺化煤油12-28份。

更優的，三辛胺35份，正辛醇26份，磺化煤油16份。

另外，三辛胺還可以為31份、33份、34份、35份、36份、37份等，正辛醇還可以為21份、23份、24份、25份、27份等，磺化煤油的質量份數還可以為11份、13份、14份、15份、17份、18份、19份、20份、21份、23份、24份、25份、27份等。

值得注意的在於，本發明的萃取劑中的各個原料組分均是發明人在眾多現有製作萃取劑的原料中針對廢水的具體性質進行精挑細選得到的，每一個組分對於本發明的萃取劑產品而言是特定的，用量也需要嚴格按照本發明的方案進行配料，因為只有以本發明的特定組分組合製成的萃取劑才具有良好的處理效果，並且經過本發明的萃取劑萃取後的廢液，COD能夠顯著下降，並且萃取劑多次使用後，萃取劑的處理能力依然很穩定，並沒有減弱的趨勢，完全可以實現重複利用，充分降低了處理成本，現有技術中的萃取劑一般配比不合理，成分複雜，萃取效果不好，本發明的萃取劑的成功研製彌補了相關技術空白，使得萃取劑製作領域提升了一個新的技術高度。在原料用量上，每個用量均是發明人經過大量的創造性勞動優化出的，因此最好控制在合適的添加量範圍內，如果其中某一種原料超出添加範圍，可能會增加廢水的處理負擔，還浪費原料，因此加量既不能太大也不能太小，可見各個原料均有較優的添加範圍，不能加量太大也不能太小。

本發明實施例除了提供了一種萃取劑的原料配方，還提供了該萃取劑針對H酸生產中廢水的處理方法，具體包括如下步驟：

(A)將H酸生產中的廢水pH調至0.85-0.95之間，添加所述萃取劑後攪拌，得到水層與萃取層；

(B)將水層調整pH至4-5之間，將析出的粗酚回收，檢測水層COD控制在80mg/L以下，即可。

當然，上述廢水處理方法只是一種較優的處理方法，並不代表沒有其他的廢水處理方法，只要採用本發明的萃取劑處理H酸產生廢水的方法均在本發明的保護範圍內。本發明實施例的廢水處理方法操作簡單，操作條件溫和，處理效果好，處理後的廢水完全可以達標排放，充分綠色環保，而且具有方法簡單易於操作，前後步驟銜接緊密，值得廣泛推廣應用。

其中(A)步驟中，先將廢水的pH調至0.85-0.95之間，實際操作時一般採用硫酸進行調節pH，調節pH後即可添加本發明的萃取劑進行攪拌萃取，添加萃取劑後攪拌的速率控制在50-100rad/min之間，攪拌溫度控制在20-30℃之間，還有添加的萃取劑與廢水的質量比最好控制在(1-2)：5之間，質量比還可以為1.2：5、1.3：5、1.4：5、1.5：5、1.8：5等。通過適宜的攪拌速率、攪拌溫度、萃取劑與廢水的質量比等指標參數的控制，能夠顯著提高萃取劑的萃取效果，尤其添加萃取劑的量是發明人通過多次實驗驗證後優化出的用量，既能保證萃取效果又能充分節省萃取劑的用量。

步驟(B)中，將水層先調整pH值後，調整後對水層的COD進行檢測，檢測水層的COD控制在80mg/L以下，即可滿足排放標準，當然採用本發明的工藝處理後水層的COD均可控制在此範圍之內，這個標準遠遠超過國家標準，說明本發明的處理工藝尤其是所選用的萃取劑具有很好的處理效果。尤其，通過將水層調整至適宜的pH值後，會有粗酚析出，這樣可以直接將粗酚分離出得到粗酚產品，得到的含粗酚副產品，有較高的經濟價值，降低了處理成本，同時提高了該工藝的附加值。

當然，調節完pH後，最好還包括脫色的步驟：在水層中添加活性炭攪拌後，水層為透明色。添加活性炭的質量最好為水層質量的1-2wt％，為了進一步提高脫色的效果，添加活性炭後攪拌的時間控制在20-30min之間，攪拌溫度控制在20-30℃之間，控制在適宜的操作條件下可以提高脫色效率。

最後，脫色後的活性炭後處理的方式一般經過抽濾與水分離後，送入燃燒鍋爐中進行焚燒處理，這種處理方式既節能又環保。

為了實現萃取劑的重複利用，萃取劑與廢水混合攪拌後，得到水層與萃取層，水層後續做進一步的淨化處理，萃取層則經過一系列的處理以回收其中的萃取劑進行回收利用，萃取劑回收的步驟包括：將萃取層與鹼液進行混合攪拌得到反萃層與水層，將反萃層中的萃取劑回收加以重複利用。

預先先在萃取層中添加鹼液以去除其中的酸性物質，使得反萃層中大部分存在的物質為萃取劑，此時萃取劑可以直接回收利用，並且萃取效果依然穩定，不會降低。

進一步的，為了提高反萃效果，將萃取層與鹼液進行混合攪拌的溫度最好控制在40-60℃之間，攪拌時間控制在20-30min之間，另外添加的鹼液濃度控制最好在10-20wt％之間，還有鹼液與萃取層的質量比最好控制在(1-2)：5之間，質量比還可以為1.2：5、1.3：5、1.4：5、1.5：5、1.8：5等。通過以上這些操控參數的控制可以使得萃取劑最大限度的回收，並且能保證萃取劑的純度以及使用的穩定性。

可見，本發明的整個廢水的處理方法操作步驟非常簡單，整個處理工藝所涉及到的各個操作參數均是根據本發明的萃取劑所特定的，該工藝也只是適用於採用本發明的萃取劑時操作，其他萃取劑並不適用。還有處理工藝中所涉及到的試劑均可通過市售購買得到，比如鹼液可以是氫氧化鈉溶液、也可以是氫氧化鉀溶液，只要是鹼配製成的水溶液均在本發明的保護範圍內。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

(1)本發明提供了一種專用於處理H酸生產所產生的廢水的萃取劑，該萃取劑組配簡單，主要原料只有區區三種，但是針對H酸生產中所產生廢水中的有害物質，尤其是有機物具有很好的去除作用，並且該萃取劑具有很強的針對性，專門針對H酸生產工藝中所產生的廢水進行處理，並且採用該萃取劑可大大簡化操作步驟，處理效果好；

(2)本發明的萃取劑的成功研發，使得萃取劑製作領域提升了一個新的技術高度，彌補了相關技術空白，穩定性好，可重複多次利用依然萃取效果良好，降低了使用成本，且適於大範圍推廣使用，具有較高的市場附加值；

(3)本發明還提供了採用上述萃取劑H酸生產中所產生廢水的方法，該廢水處理方法具有操作簡單，操作條件溫和，處理效果好，處理後的廢水完全可以達標排放，充分綠色環保，而且具有方法簡單易於操作，前後步驟銜接緊密，值得廣泛推廣應用；

(4)本發明的廢水處理方法可直接得到含粗酚的副產品，後續經過簡單處理後直接形成銷售額，具有較高的應用價值，不但實現了廢水的有效處理，還副產出了有價值的化學品，提升了該工藝的經濟含量，具有廣泛的借鑑價值。

具體實施方式

下面將結合實施例對本發明的實施方案進行詳細描述，但是本領域技術人員將會理解，下列實施例僅用於說明本發明，而不應視為限制本發明的範圍。實施例中未註明具體條件者，按照常規條件或製造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未註明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規產品。

實施例1

處理H酸生產中產生的廢水的工藝步驟：

1)配製萃取劑：三辛胺30kg，正辛醇30kg，磺化煤油10kg；

2)調整pH，採用工業硫酸將廢水調整0.85-0.95之間，添加萃取劑攪拌分層得到萃取層與水層，將水層的pH調整至4-5之間，將析出的粗酚回收，並檢測水層的COD，經檢測COD在80mg/L以下，合格後排放；

3)反萃，將萃取層與碳酸鈉溶液混合攪拌進行反萃，分層後回收反萃層中的萃取劑進行重複利用。

實施例2

處理H酸生產中產生的廢水的工藝步驟：

1)配製萃取劑：三辛胺40kg，正辛醇20kg，磺化煤油30kg；

2)調整pH，採用工業硫酸將廢水調整0.85-0.95之間，添加萃取劑攪拌分層得到萃取層與水層，廢水與萃取劑的質量比為5：1，攪拌速率為100rad/min，攪拌溫度控制在30℃，然後將水層的pH調整至4-5之間，有粗酚析出，並將析出的粗酚回收得到粗酚產品，水層按1wt％的比例，加入活性炭進行脫色，攪拌20min，然後進行抽濾，得到透明無色的液體，並檢測COD，經檢測COD在80mg/L以下，合格後排放，使用後的活性炭加入燃煤鍋爐焚燒；

3)反萃，將萃取層與20wt％的氫氧化鉀溶液按照5：1的質量比混合攪拌進行反萃，溫度50℃左右，時間20min，分層後回收反萃層中的萃取劑進行重複利用。

實施例3

處理H酸生產中產生的廢水的工藝步驟：

1)配製萃取劑：三辛胺32kg，正辛醇22kg，磺化煤油28kg；

2)調整pH，採用工業硫酸將廢水調整0.85-0.95之間，添加萃取劑攪拌分層得到萃取層與水層，廢水與萃取劑的質量比為5：2，攪拌速率為50rad/min，攪拌溫度控制在20℃，然後將水層的pH調整至4-5之間，有粗酚析出，並將析出的粗酚回收得到粗酚產品，水層按2wt％的比例，加入活性炭進行脫色，溫度20℃左右攪拌30min，然後進行抽濾，得到透明無色的液體，並檢測COD，經檢測COD在80mg/L以下，合格後排放，使用後的活性炭加入燃煤鍋爐焚燒；

3)反萃，將萃取層與10wt％的氫氧化鈉溶液按照5：2的質量比混合攪拌進行反萃，溫度40℃左右，時間30min，分層後回收反萃層中的萃取劑進行重複利用。

實施例4

處理H酸生產中產生的廢水的工藝步驟：

1)配製萃取劑：三辛胺38kg，正辛醇28kg，磺化煤油12kg；

2)調整pH，採用工業硫酸將廢水調整0.85-0.95之間，添加萃取劑攪拌分層得到萃取層與水層，廢水與萃取劑的質量比為5：1.5，攪拌速率為70rad/min，攪拌溫度控制在25℃，然後將水層的pH調整至4-5之間，有粗酚析出，並將析出的粗酚回收得到粗酚產品，水層按1.5wt％的比例，加入活性炭進行脫色，溫度30℃左右攪拌20min，然後進行抽濾，得到透明無色的液體，並檢測COD，經檢測COD在80mg/L以下，合格後排放，使用後的活性炭加入燃煤鍋爐焚燒；

3)反萃，將萃取層與15wt％的氫氧化鈉溶液按照5：1.2的質量比混合攪拌進行反萃，溫度60℃左右，時間25min，分層後回收反萃層中的萃取劑進行重複利用。

實施例5

處理H酸生產中產生的廢水的工藝步驟：

1)配製萃取劑：三辛胺35kg，正辛醇26kg，磺化煤油16kg；

2)調整pH，採用工業硫酸將廢水調整0.85-0.95之間，添加萃取劑攪拌分層得到萃取層與水層，廢水與萃取劑的質量比為5：1.2，攪拌速率為80rad/min，攪拌溫度控制在28℃，然後將水層的pH調整至4-5之間，有粗酚析出，並將析出的粗酚回收得到粗酚產品，水層按1.2wt％的比例，加入活性炭進行脫色，溫度25℃左右攪拌25min，然後進行抽濾，得到透明無色的液體，並檢測COD，經檢測COD在80mg/L以下，合格後排放；

3)反萃，將萃取層與17wt％的氫氧化鈉溶液按照5：1.5的質量比混合攪拌進行反萃，溫度55℃左右，時間25min，分層後回收反萃層中的萃取劑進行重複利用。

比較例1

具體的處理H酸生產中產生的廢水的工藝步驟與實施例5一致，只是配製萃取劑各原料配比為：三辛胺5kg，正辛醇60kg，磺化煤油40kg，採用該萃取劑最終處理得到的透明無色的液體，並檢測COD，經檢測COD在200mg/L。

比較例2

具體的處理H酸生產中產生的廢水的工藝步驟與實施例5一致，只是將萃取劑替換為市售常用的工業萃取劑二異丙基醚，採用該萃取劑最終處理得到的透明無色的液體，並檢測COD，經檢測COD在400mg/L。

比較例3

具體的處理H酸生產中產生的廢水的工藝步驟與實施例4一致，只是將萃取劑替換為市售常用的工業萃取劑三氯乙烯，採用該萃取劑最終處理得到的透明無色的液體，並檢測COD，經檢測COD在450mg/L。

實驗例1

將本發明實施例1-5、比較例1-3的萃取劑分別進行重複利用針對廢水進行萃取15次之後，每次的廢水處理工藝按照各自實施例以及比較例的操作方案按步操作即可，然後對第10次、15次的廢水的COD值進行測評(每次處理均採用未經過任何處理的廢水)，以來評價萃取劑本身的穩定性，具體結果見下表1：

表1實驗結果

從上表1中的實驗結果可以看出，本發明實施例的萃取劑不僅處理效果好，而且穩定性高，重複使用多次後依然能保持處理性能，相反比較例的萃取劑不僅處理效果不好，而且穩定性還比較差，使用多次後後續基本無法保證處理效果。

儘管已用具體實施例來說明和描述了本發明，然而應意識到，在不背離本發明的精神和範圍的情況下可以作出許多其它的更改和修改。因此，這意味著在所附權利要求中包括屬於本發明範圍內的所有這些變化和修改。