怎么去除污水中的少量苯酚
向含苯酚废水中投加混凝剂,通过设备进行搅拌加快反应速率,使含苯酚废水中难以沉淀的颗粒能互相聚合而形成胶体,然后与含苯酚废水中的杂质结合形成更大的絮凝体。絮凝体具有强大吸附力,不仅能吸附悬浮物,还能吸附部分细菌和溶解性物质。絮凝体通过吸附,体积增加产生下沉,后进入沉淀池进行分离。
生物分解法含苯酚废水处理工艺
用微生物将含苯酚废水中的有机物进行氧化、分解。好氧处理是在含苯酚废水中含有充分溶解氧的条件下,利用好氧性微生物使含苯酚废水中的有机物分解成二氧化碳、氨及水等。 厌氧处理是在含苯酚废水中缺氧的条件下,利用厌氧性微生物使含苯酚废水中的有机物分解成甲烷、二氧化碳、硫化氢、氮及水等。
萃取法含苯酚废水处理工艺
将不溶于水的溶剂投入废水中,以溶解废水中的溶质,利用溶质与水的密度差,将溶剂分离。
除上述含苯酚废水处理工艺外还可采用氧化法、过滤、膜处理等多种工艺进行处理,具体根据实际情况而定。
(1)苯酚和氯化铁溶液之间会发生显色反应,向溶液中滴加FeCl 3 溶液,若溶液呈紫色,则表明污水中有苯酚,苯酚可以和氢氧化钠反应得到苯酚钠溶液,苯酚钠溶液和有机溶剂是互不相溶的,与有机溶剂脱离,然后向苯酚钠溶液中通入二氧化碳可以得到苯酚,发生的反应为:
、 ,
故答案为:取少量废液于试管中,滴加少量FeCl 3 溶液,溶液变紫色,说明废液中含有苯酚; 、 ;
(2)检验醛基,可用弱氧化剂进行氧化,加入银氨溶液后,水浴加热有银镜生成,可证明有醛基,或加入新制氢氧化铜进行加热,反应方程式为:
或
;检验碳碳双键,可用溴水,但醛基也可与溴水发生氧化反应而使溴水褪色,则应先加入银氨溶液氧化-CHO后,调pH至酸性再加入溴水,看是否褪色,反应的方程式为 ,
故答案为:稀氨水、AgNO 3 溶液或新制Cu(OH) 2 ;
或 ; ;
(3)硝酸具有强氧化性,可与试管内壁上的Ag反应使Ag溶解,则硝酸可用来清洗做过银镜反应的试管,
故答案为:HNO 3 .
此外沸石也能去除苯酚。沸石是一种天然廉价的多孔矿物质,表面粗糙、比表面积大,吸附性能较强,改性后沸石吸附苯酚的效果确定了合适的改性方法,在具体的pH值条件下,沸石能够对低浓度的含酚水有良好的吸附效果。
苯酚(Phenol,C6H5OH)是一种具有特殊气味的无色针状晶体,有毒,是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物(如阿司匹林)的重要原料。也可用于消毒外科器械和排泄物的处理,皮肤杀菌、止痒及中耳炎。
含酚废水主要含有酚类化合物,如苯酚、甲酚、二甲酚和硝基甲酚。酚化合物是原生质体毒物,使蛋白质凝固。当水中苯酚的质量浓度达到0.1~0.2 mg/l时,鱼肉有异味,不能吃的质量浓度增加到1 mg/l时,会影响鱼类的产卵,如果含有5~10 mg/l的苯酚,鱼类就会大量死亡。饮用水中的酚含量会影响人体健康,即使水中的酚含量为0.002 mg/l,氯消毒也会产生氯酚恶臭。
一般来说,质量浓度为1000毫克/升的含酚废水称为高浓度含酚废水。苯酚回收后,废水必须进行处理。质量浓度小于1000毫克/升的含酚废水称为低浓度含酚废水。这种废水通常被回收,苯酚被浓缩和回收用于后处理。回收酚的方法有溶剂萃取法、蒸汽吹脱法、吸附法、封闭循环法等。质量浓度小于300毫克/升的含酚废水可通过生物氧化、化学氧化、物理和化学氧化处理,然后排放或回收。
物化法是通过物理化学过程处理废水,除去污染物质的方法,因应用比较广泛,近年来发展很快。其主要方法有:吸附、萃取、反渗透、电渗析、液膜、气提、超过滤等方法。
1.1吸附法
吸附法广泛用于含酚废水的处理。吸附法是利用多孔性固体物质作用为吸附剂,如活性炭、硅藻土、活性氧化铝、交换树脂、磺化煤等,以吸附剂的表面(固相)吸附废水中的酚(液相)污染物的方法,根据吸附剂与酚类化合物之间的作用力不同,其吸附机理兼有物理吸附,化学吸附和交换吸附。在含酚废水处理过程中,主要是物理吸附,有时是几种吸附形式的综合作用 。选用吸附性能好,吸附容量大,容易再生,经久耐用的吸附剂是保证-分离效果的关键。
1.2萃取法
萃取法处理含酚废水两种途径,一种是选用高分配系数的萃取法,采用特定的萃取工艺及装置,利用酚类化合物在有机相和水相中不同的溶解度及两相互不溶的原理,达到分离酚的目的,另一种是根据可 配位反应原理,经单一萃取操作使废水中的含酚量低于国家排放标准。
1.3液膜法
液膜法是近年发展起来的一种新型废水治理分离技术液膜除酚采用水包油包水(W/0/W)体系。液膜由溶剂(如煤油)和表面活性剂构成。它是在分离的过程中使被分离的物质(酚)同时进行萃取与反萃取,通过液膜传递从而达到分离和浓缩的目的。液膜脱酚的过程为:乳状液通过搅拌形成许多细小的乳状液滴,分散在含酚废水中。这时,内水相为Na OH水溶液,外相为含酚废水。液膜内水相与外相相隔开。废水中酚能透过液膜进入内水相,作为弱酸与Na OH反应生成酚钠,而酚钠不溶于油,而向水相(封闭相)进行扩散所以不会返回外水相而扩散到被处理的废水中,这样就可以达到分离之目的。液膜法工艺分为制浮、摘触、破乳三步。这具有工艺简单、高效快速、选择性高、分离效率高、乳液经破乳后可重复使用等优点。液膜法适用于对高低浓度含酚废水的处理,除酚率可达99.9%,有报道对含酚10—47g/L以下。近年来国同内外对液膜法处理含酚废水的研究取得了不少进展。九十年代初我国建成了50t/d的高浓度含酚废水的液膜处理工业装置已用于塑料厂、石化厂等含酚废水厂的治理。近年发展了选择转基塔之最佳转速,调节废水及乳液之流量进行分离,经液膜处理,废水含酚量可下降到0.5×10-6以下等工艺.但由于液膜法操作技术要求高,液膜的稳定性总是还未彻底解决,工业上还未能广泛地推广应用这一新技术。据报道,液膜稳定性的问题最近已基本解决,广泛应用这一技术为期不远了。
2.化学法
化学处理方法是利用物质之间的进行化学反应的方法,对石油化工废水的处理,是一种前景广阔的高效率的方法。在化学法中,常用的有中和法、沉淀法、氧化法、还原法、电解法、光催化法等。
2.1沉淀法
在废水中添加化学物质,使之与酚产生沉淀。方法简、经济,但处理后,废水含酚浓度似较高,如果与其它方法一起用,效果就更好。最近发展起来的共缩聚法是化学沉淀法中的一种有效除酚方法。在高浓度含酚废水中加甲醛并在酸性或碱性催化剂存在下调整酚醛摩尔比,将废水中酚缩聚成为低分子热塑性或热固性树脂即为酚醛缩聚法。分离树脂后,废水再加尿素进行二步反应,残渣为无害物,可以废弃或焚烧。处理前废水含酚浓度可高达30000mg/L以上。处理后放入废水沉降过滤池,待取样化验合格后即可以排放,然后清理池内滤渣,使用酚醛尿缩聚法时,要调节废水中酚:醛:尿=1:3:1和PH=9.7-10.0,加热制成酸性树脂并回收甲醛处理后的废水含酚量可降到(10-50)×10-6,再经生物处理或稀释,使之达到排放标准。
还有一种是酸煮沉淀法,它是在含酚的废水中盐酸加热进行缩聚反应,回收树脂,使含酚量由原来的3%下降到万分之一。
2.2氧气法
在废水中添加氧化剂,如Cl2,ClO2,O3,H2O,KmnO4等,使酚氧化分解,同时也氧化水中的还原性性质。化学氧化剂资源少,价格贵。通常用于低浓度含酚废水的处理。
2.3电解法
在废水中加入适量电解质,在电解过程中,通过复杂的氧化过程,达到净化酚的目的。其特点是:不需使用氧化剂、还原剂等化学药品,可省掉后处理;其次是单位体积设备处理能力大;再者,利用电流和电压的变化很容易控制反应速度和类型,操作也很简单。但电解法只适用于低浓度含酚废水的深度处理,能耗及处理费用较高,也引起一些副反应等。
2.4光催化法
此方法是用国内新开发的一种处理含酚废水的技术,其特点:可处理较高浓度的含酚废水;降解速度快,无二次污染;催化剂价廉易得;可回收反复使用,运行费用低;设备简单、投资少、效果好等,光催化法主要是处理共缩聚法回收树脂后的低浓度的含酚废水,在其中加入光催化剂,用光照射(紫外光或阳光)然后加热泪盈眶到600C搅拌通空气后两小时后取样测定,含酚量达到排放标准后即可停止反应。催化剂经回收后可循环使用。
含酚废水处理方法主要包括溶剂萃取法,蒸汽脱酚法,吸附法,离子交换法,氧化法和生化法,其中
萃取法:萃取法有使用溶剂萃取,如苯、甲苯、醚类、醋酸丁酯做萃取剂萃取,也可以使用络合萃取剂萃取(如N503)。
蒸汽脱酚法:适用于处理含挥发酚为主的废水,利用酚与水蒸汽形成共沸使得酚从废水中脱离。
吸附法:常用的是利用活性炭进行吸附,以达到将水中酚含量降低的效果。
离子交换法: 常见的是以离子交换树脂吸附,采用公司特有的溶剂进行树脂再生及酚回收。
氧化法:氧化法有试剂氧化、臭氧氧化、微电解氧化、光催化氧化法、湿式氧化、超声 /H 2 O 2 法、ClO 2 氧化法等;具体使用工艺需要根据实际情况定。
生化法:利用酚作为微生物的营养,通过生物自身代谢分解,将废水中的酚含量除去。
三里枫香公司在为安徽某公司处理含酚废水时,首先采用了“气浮+蒸馏+吸附”的联合工艺,将水中酚含量降低到5mg/L以内,再通过生化处理,将水中酚含量降低到0.3mg/L以内。可以去请他们给你些建议。
(2)CaCO 3 过滤;NaOH溶液,CO 2
(3)940mg/L
(1)苯酚的检验可利用其特征性质,例如与浓溴水或FeC1 3 溶液等的反应。
(2)①设备Ⅳ中进入的还有CaO,故发生下列反应:
CaO+H 2 O====Ca(OH) 2
NaHCO 3 +Ca(OH) 2 ====CaCO 3 ↓+NaOH+H 2 O
过滤,可将它们分离
②Ⅱ中分离出的苯,Ⅳ中产生的NaOH和CaCO 3 ,V中产生的CaO和CO 2 ,都能循环利用
(3)苯酚与溴水生成三溴苯酚,根据方程式可得此废水中苯酚的含量是940mg/L
试题创设的情景是工业废水中苯酚回收处理的工艺流程图,涉及到五种设备,四种化工原料,多个有机化学、无机化学反应,是一个典型的有机、无机综合题。
从给出的含苯酚的工业废水处理的流程图可作如下分析:
(1)从工业废水与苯进入设备Ⅰ得到苯酚、苯的溶液与无酚工业废水(此废水可以排放),说明在设备Ⅰ中进行的是萃取,利用苯与苯酚具有相似的结构,将苯酚从工业废水里抽提出来,用分液的方法将下层的工业废水放出排放,上层的苯酚苯溶液进入设备Ⅱ。
(2)盛有苯酚苯溶液的设备Ⅱ中注入氢氧化钠溶液,此时,具有酸性的苯酚跟氢氧化钠发生中和反应,生成苯酚钠和水
苯酚钠是离子化合物,易溶于水中。伴随上述化学反应的发生,在设备Ⅱ中的液体分为两层,上层是苯层,下层是苯酚钠的水溶液(即设问中的物质A),上层的苯通过管道送回设备Ⅰ中继续萃取工业废水中的苯酚,循环使用,下层的苯酚钠(A)溶液进入设备(Ⅲ)。
(3)在盛有苯酚钠溶液的设备Ⅲ中,通入过量的二氧化碳气,这两种物质间发生化学反应,生成苯酚和碳酸氢钠,这个化学实质是弱酸盐与“强”酸发生的复分解反应(的酸性比苯酚的酸性强),化学方程式如下:
在析出的苯酚中含有微量水,呈油状液体,沉于设备Ⅲ液体的下层,经分液后再精馏可得苯酚。上层液体B是溶液,经管道输送进入设备Ⅳ。
(4)盛有碳酸氢钠溶液的设备Ⅳ中,加入生石灰(),生石灰与碳酸氢钠溶液里的水化合变为熟石灰,与发生复分解反应,生成和沉淀,化学方程式如下:
若把上述两个反应合并写为下式:
同样正确。溶液与沉淀通过过滤分离。
反应所得溶液,通过管道进入设备Ⅱ,循环使用;所得沉淀进入设备Ⅴ。
(5)在设备Ⅴ中的原料是固体,所得的产品是氧化钙和二氧化碳,由此可知,设备Ⅴ实质应是石灰窑,其中,发生的化学反应为:
反应所得二氧化碳通入设备Ⅲ,反应所得氧化钙进入设备Ⅳ。
综上所述,在含苯酚工业废水提取苯酚的工艺流程中,苯、氧化钙、氢氧化钠、二氧化碳4种物质均可以循环使用,理论上应当没有消耗。