论文部分内容阅读
摘要：CLT酸废水是一种典型的难降解工业废水，目前尚无十分有效的工艺对CLT酸废水进行处理。传统的一级、二级污水处理工艺无法满足对CLT酸废水中污染物去除的要求。本文以某生产CLT酸的工厂所提供的生产废水作为研究对象，采用铁碳填料加臭氧曝气、特殊填料加双氧水、络合萃取法三种方法对其进行预处理试验研究。通过三种方法对于CLT酸废水进行预处理的试验结果比较，络合萃取法可有效降CLT酸废水的COD，预处理出水适合进行后续生化处理。
关键词：CLT酸废水；铁碳填料加臭氧曝气；特殊填料加双氧水；络合萃取法
CLT酸化学名称为：6-氯-3-氨基甲苯-4-磺酸，分子式为C7H8SO3NCl，分子量221.66，分子结构如下：
CLT酸是有机颜料的重要中间体，可合成塑料大红、新宝红36B、金光红C等色淀有机颜料。其生产工艺比较复杂，需要经过磺化、氯化、硝化、中和、还原、酸析等数道工序，在生产过程中产生的CLT酸酸析废水属高浓度、高色度、高含盐、难降解的有机废水。其主要污染物C7H8SO3NCl（氨基物）、C7H6SO5NCl（硝基物）等均含有磺酸基，具有较强的亲水性，使废水CODcr几乎全部表现为溶解性CODcr，治理难度极大。此外，废水中还含有高浓度的无机盐，进一步加大了治理难度。该废水原水为强酸性废水，应首先考虑适宜在酸性条件下运行的预处理工艺，从而在实现良好处理效果的前提下尽量减少药剂的添加。本文试验对铁碳填料加臭氧曝气、特殊填料加双氧水、络合萃取三种方法进行试验比较，以确定一种最有效的处理方法。
一、铁碳填料加臭氧曝气
在酸性介质中，铁与碳之间可以形成无数大小不等的原电池，并在其作用空间内形成一个电场，在此反应过程中生成的新形态[H]和Fe2+具有极强的化学活性，它们与废水中的很多能够组分产生氧化还原反应，并且还可以破坏苯环结构的有机物使其断裂成容易降解的开环有机物，从而废水的可生化性得到改善。
试验过程及结果：原水COD值22882.6，反应温度30℃。
原水PH值1.5左右，调节到7-8。臭氧曝气2个小时
通过COD快速法测得COD值为18138.3，去除率为21%，色度去除60%。
二、特殊填料加双氧水
试验过程及结果：原水COD值22882.6，反应温度35℃。
原水调节PH值7-8，加双氧水3ml/L，5ml/L反应时间为2小时，4小时两组对比试验。
试验完成后各取水样用COD快速法测得COD值，具体结果如下表：
三、络合萃取法
1、试验原理：CLT酸废水其主要污染物C7H8SO3NCl（氨基物）、C7H6SO5NCl（硝基物）等均含有磺酸基，该基团水解后可变为大的有机阴离子。选择阴离子交换萃取剂N235作为主萃取剂，与强酸作用可以产生胺盐。萃取剂上的无机酸根离子与水中有机阴离子发生离子交换形成离子对，该离子对的分子结构中含有较多的碳原子，极易溶于煤油，使离子对进入液膜的有机相，与无机相分离。
2、试验过程：
（1）萃取过程：首先将一定量的煤油、N235、正辛醇以一定比例混合制成萃取剂，通过试验来调整煤油，正辛醇，N235比例找出去除率最高的比例。用浓硫酸调整PH值为1，有大量沉淀产生。取不同比例的萃取剂，与水相1：1和2：1混合置于分液漏斗中每5分钟上下震荡5-6次，30分钟后静置分层，充分分层后取水样过滤通过回流法测COD值。具体结果如下表：原水COD值22882.6
通过试验数据可知萃取剂的最佳配比为煤油35%，正辛醇25%，N23540%。萃取剂与水相比例为1：1时，通过络合萃取法处理CLT酸废水、COD去除率可达94%。
（2）反萃取过程：将萃取出的有机相与40%的NaOH溶液混合，静置30min待其分层，上层是再生萃取剂，下层是碱液混合物和磺酸钠盐。用NaOH溶液做反萃取剂，具有分相速度快、高反萃取率、高浓缩的特点。通过试验测定反萃取获得萃取剂处理效果和NaOH溶液用量，萃取剂比例为煤油35%，正辛醇25%，N23540%。反萃取具体结果如下表：
通过试验反萃取中萃取剂损失在5%-10%，处理效果比较稳定。
结论：通过对于CLT酸废水预处理：铁碳填料加臭氧曝气、特殊填料加双氧水、络合萃取法三种方法的比较，可见络合萃取法在CLT酸废水预处理中COD去除率可达94%以上，后续可生化性强明显优于其他两种方法，故而在CLT酸废水预处理上应采用络合萃取法。
关键词：CLT酸废水；铁碳填料加臭氧曝气；特殊填料加双氧水；络合萃取法
CLT酸化学名称为：6-氯-3-氨基甲苯-4-磺酸，分子式为C7H8SO3NCl，分子量221.66，分子结构如下：
CLT酸是有机颜料的重要中间体，可合成塑料大红、新宝红36B、金光红C等色淀有机颜料。其生产工艺比较复杂，需要经过磺化、氯化、硝化、中和、还原、酸析等数道工序，在生产过程中产生的CLT酸酸析废水属高浓度、高色度、高含盐、难降解的有机废水。其主要污染物C7H8SO3NCl（氨基物）、C7H6SO5NCl（硝基物）等均含有磺酸基，具有较强的亲水性，使废水CODcr几乎全部表现为溶解性CODcr，治理难度极大。此外，废水中还含有高浓度的无机盐，进一步加大了治理难度。该废水原水为强酸性废水，应首先考虑适宜在酸性条件下运行的预处理工艺，从而在实现良好处理效果的前提下尽量减少药剂的添加。本文试验对铁碳填料加臭氧曝气、特殊填料加双氧水、络合萃取三种方法进行试验比较，以确定一种最有效的处理方法。
一、铁碳填料加臭氧曝气
在酸性介质中，铁与碳之间可以形成无数大小不等的原电池，并在其作用空间内形成一个电场，在此反应过程中生成的新形态[H]和Fe2+具有极强的化学活性，它们与废水中的很多能够组分产生氧化还原反应，并且还可以破坏苯环结构的有机物使其断裂成容易降解的开环有机物，从而废水的可生化性得到改善。
试验过程及结果：原水COD值22882.6，反应温度30℃。
原水PH值1.5左右，调节到7-8。臭氧曝气2个小时
通过COD快速法测得COD值为18138.3，去除率为21%，色度去除60%。
二、特殊填料加双氧水
试验过程及结果：原水COD值22882.6，反应温度35℃。
原水调节PH值7-8，加双氧水3ml/L，5ml/L反应时间为2小时，4小时两组对比试验。
试验完成后各取水样用COD快速法测得COD值，具体结果如下表：
三、络合萃取法
1、试验原理：CLT酸废水其主要污染物C7H8SO3NCl（氨基物）、C7H6SO5NCl（硝基物）等均含有磺酸基，该基团水解后可变为大的有机阴离子。选择阴离子交换萃取剂N235作为主萃取剂，与强酸作用可以产生胺盐。萃取剂上的无机酸根离子与水中有机阴离子发生离子交换形成离子对，该离子对的分子结构中含有较多的碳原子，极易溶于煤油，使离子对进入液膜的有机相，与无机相分离。
2、试验过程：
（1）萃取过程：首先将一定量的煤油、N235、正辛醇以一定比例混合制成萃取剂，通过试验来调整煤油，正辛醇，N235比例找出去除率最高的比例。用浓硫酸调整PH值为1，有大量沉淀产生。取不同比例的萃取剂，与水相1：1和2：1混合置于分液漏斗中每5分钟上下震荡5-6次，30分钟后静置分层，充分分层后取水样过滤通过回流法测COD值。具体结果如下表：原水COD值22882.6
通过试验数据可知萃取剂的最佳配比为煤油35%，正辛醇25%，N23540%。萃取剂与水相比例为1：1时，通过络合萃取法处理CLT酸废水、COD去除率可达94%。
（2）反萃取过程：将萃取出的有机相与40%的NaOH溶液混合，静置30min待其分层，上层是再生萃取剂，下层是碱液混合物和磺酸钠盐。用NaOH溶液做反萃取剂，具有分相速度快、高反萃取率、高浓缩的特点。通过试验测定反萃取获得萃取剂处理效果和NaOH溶液用量，萃取剂比例为煤油35%，正辛醇25%，N23540%。反萃取具体结果如下表：
通过试验反萃取中萃取剂损失在5%-10%，处理效果比较稳定。
结论：通过对于CLT酸废水预处理：铁碳填料加臭氧曝气、特殊填料加双氧水、络合萃取法三种方法的比较，可见络合萃取法在CLT酸废水预处理中COD去除率可达94%以上，后续可生化性强明显优于其他两种方法，故而在CLT酸废水预处理上应采用络合萃取法。