混合化工废水处理论文提纲

论文题目：煤化废水中酚类物质的萃取及萃取剂回收效果现场试验研究

摘要：煤化工产业的快速发展使得高浓度含酚废水的处理成为一个难题,严重影响着产业的可持续发展。溶剂萃取法是这类废水中酚类物质回收的主流工艺。但是目前工业上常用的脱酚萃取剂普遍存在价格昂贵、脱酚效率低等问题。本研究以煤化工含酚废水为研究对象,将工业上应用较多的萃取剂甲基异丁基甲酮（MIBK）作为主萃取剂,以协同萃取理论为基础,结合萃取实验筛选出高效经济的混合萃取剂。通过萃取实验考察了不同工艺条件对混合萃取剂萃取效果的影响,并通过响应面分析对工艺条件进行了优化,确定了现场试验工艺参数。在此基础上,开展了废水萃取以及溶剂回收现场试验研究,结果如下:（1）分别将二元混合萃取剂:MIBK+异戊醇、MIBK+二异丙醚、MIBK+乙酸乙酯、MIBK+乙酸丁酯与煤化工废水以体积比1:5混合进行单级逆流萃取实验,并与5种单一萃取剂比较。结果发现,在MIBK与乙酸丁酯混合比例为9:1、8:2和7:3,废水中挥发酚起始浓度为1321.32 mg/L时,萃取率分别为90.64%、90.94%、89.93%;MIBK与乙酸丁酯的组合能有效提高萃取剂的萃取性能,对酚的萃取效率明显高于单一萃取剂的萃取效率。进一步分析了两组三元混合萃取剂:MIBK+乙酸丁酯+异戊醇、MIBK+二异丙醚+异戊醇的混合比例对挥发酚萃取率的影响,结果表明,三元混合萃取体系对酚的萃取效率低于二元混合萃取体系中MIBK与乙酸丁酯的组合。（2）为了节约萃取剂的消耗,考察了混合萃取剂在低相比条件下的萃取性能,分别将四种混合萃取剂与煤化工废水在体积比为1:10、1:15、1:20的条件下混合进行单级逆流萃取实验。结果显示,在低相比条件下,MIBK+乙酸丁酯的萃取性能优于其他组合,在相比为1:15,废水中酚的起始浓度为1367.44 mg/L时,萃取率达到了82.72%。（3）对混合萃取剂进行单因素条件实验结果表明:废水p H值对挥发酚萃取率有显著的影响,当废水中酚起始浓度为1206.24 mg/L时,p H值由5增加到8,挥发酚萃取率由78.23%下降到68.78%,p H提高到10时,挥发酚萃取率降至43.52%。废水的挥发酚萃取率随着废水温度的升高而下降。废水初始浓度对废水挥发酚萃取率有一定影响,废水初始浓度越高,挥发酚萃取率越高。（4）通过挥发酚萃取率响应面分析结果发现,相比和废水p H值对废水挥发酚萃取率的影响显著,各因素之间的交互作用对废水中酚类物质的萃取率影响不显著。在高萃取率低相比的目标前提下,通过回归模型优化萃取工艺条件得到了混合萃取剂（MIBK+乙酸丁酯）萃取回收酚类物质的最佳萃取条件为:废水p H值5、相比1:15、搅拌速度296.37 r/min、萃取温度20℃、搅拌时间14.78 min,预测混合萃取剂（MIBK+乙酸丁酯）能达到的最大萃取率为87.25%。（5）将筛选所得混合萃取剂应用于萃取脱酚现场试验,结果发现,当废水中酚、油类初始浓度分别为1180.92 mg/L和195.67 mg/L,相比为1:15,转盘转速在200～300 r/min时,挥发酚和油类的去除率分别为75.34%和75.54%。通过对试验设备操作方法的优化改进,废水中挥发酚和油类的去除率显著提升,分别达到了84.66%和78.97%。试验对废水的挥发酚、油类进行了连续一月的监测,挥发酚的去除率基本稳定在84%左右,油类的去除率在78%左右。出水中酚和油的浓度分别为210.28 mg/L和46.49 mg/L,在脱氨后能够满足后续生化处理的要求。（6）混合萃取剂和粗酚的回收采用工业上常用的精馏法,本试验萃取剂回收率可达95.17%。通过对酚萃取及萃取剂回收运行试验进行经济性分析,结果发现,试验项目废水萃取脱酚所需的试剂成本为4.13元/吨,与目前生产中所采用的单一酚萃取剂、高相比萃取工艺比较,混合萃取剂、低相比酚萃取工艺萃取剂成本可节省大约0.96元/吨,具有很好的生产应用前景。

关键词：煤化工废水;酚萃取;混合萃取剂;现场试验

学科专业：建筑与土木工程

摘要

abstract

1.绪论

1.1 .煤化工废水概述

1.1.1 .煤化工废水来源

1.1.2 .煤化工废水特性

1.1.3 .煤化工废水的危害

1.2 .国内外含酚废水处理技术研究进展

1.2.1 .溶剂萃取法

1.2.2 .膜分离法

1.2.3 .高级氧化法

1.2.4 .生物处理法

1.2.5 .吸附分离法

1.3 .溶剂萃取法研究进展

1.3.1 .溶剂萃取脱酚的影响因素

1.3.2 .脱酚萃取剂工业应用现状

1.3.3 .脱酚萃取剂研究进展

1.4 .项目的研究目的与主要内容

1.4.1 .研究目的及意义

1.4.2 .研究内容

1.4.3 .技术路线

2.材料与方法

2.1 .煤化工废水的水质情况

2.2 .实验仪器与试剂

2.2.1 .实验仪器

2.2.2 .实验试剂

2.3 .现场试验工艺流程与试验装置

2.3.1 .现场试验工艺流程

2.3.2 .现场试验装置

2.4 .实验方法

2.4.1 .水质分析方法

2.4.2 .萃取实验方法

2.4.3 .现场试验方法

3.结果与讨论

3.1 .混合萃取剂筛选

3.1.1 .不同萃取剂萃取效果比较

3.1.2 .二元混合萃取剂萃取效果分析

3.1.3 .三元混合萃取剂萃取效果分析

3.1.4 .混合萃取剂萃取机理

3.2 .萃取脱酚影响因素分析

3.2.1 .pH对挥发酚萃取率的影响

3.2.2 .相比对挥发酚萃取率的影响

3.2.3 .搅拌速度对挥发酚萃取率的影响

3.2.4 .搅拌时间和静置时间对挥发酚萃取率的影响

3.2.5 .温度和初始浓度对挥发酚萃取率的影响

3.3 .萃取脱酚响应面优化试验

3.3.1 .试验结果与模型建立

3.3.2 .挥发酚萃取率响应面分析

3.4 .溶剂萃取及萃取剂回收现场试验研究

3.4.1 .不同转盘转速下废水中挥发酚与油类的去除效果

3.4.2 .不同相比下废水中挥发酚与油类的去除效果

3.4.3 .现场萃取试验运行情况

3.4.4 .萃取剂回收影响因素分析

3.4.5 .萃取剂回收效果

3.4.6 .试验运行经济性分析

4.结论与建议

4.1 .结论

4.2 .建议

致谢

参考文献