芻議低溫結(jié)晶法對(duì)染料中間體磺化工藝母液的資源化利用

姜興中

摘 要：目的：為了研究低溫結(jié)晶法對(duì)染料中間體磺化工藝母液的資源化利用效果;方法：通過(guò)模擬廢水實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了解分析，之后在對(duì)實(shí)際廢水進(jìn)行處理，對(duì)比兩者時(shí)間的實(shí)驗(yàn)結(jié)果;結(jié)論：通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析能夠發(fā)現(xiàn)低溫結(jié)晶法對(duì)染料中間體磺化工藝母液的資源化回收有非常大的幫助。

關(guān)鍵詞：低溫結(jié)晶法;染料中間體磺化工藝母液;資源化利用

染料中間體生產(chǎn)行業(yè)在生產(chǎn)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生大量的廢水。這些廢水成分非常復(fù)雜主要以磺化工藝廢水為主，在廢水里面會(huì)含有濃度高達(dá)104-105mg/L的有機(jī)物質(zhì)量和無(wú)機(jī)鹽;產(chǎn)生出來(lái)的廢水色澤深、毒性大，如果不及時(shí)進(jìn)行處理，就會(huì)危害工作人員的生命健康。

1 關(guān)于處理廢水方法的研究

通過(guò)文獻(xiàn)資料調(diào)查方法能夠發(fā)現(xiàn)目前處理廢水有以下幾種方法：混凝法、高級(jí)氧化法、蒸發(fā)濃縮法等。我國(guó)也有很多研究者對(duì)處理廢水方法進(jìn)行了研究，曹向禹在研究的時(shí)候發(fā)現(xiàn)使用ClO2氧化法能夠有效的處理廢水;龔雪君在研究的時(shí)候發(fā)現(xiàn)使用Ni2O3/AC催化劑的方法能處理燃料中間體廢水。

2 模擬廢水實(shí)驗(yàn)和實(shí)際廢水實(shí)驗(yàn)過(guò)程

2.1 實(shí)驗(yàn)材料

2.1.1 模擬廢水材料

主要由G酸、鹽和一些副產(chǎn)物組成;在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的時(shí)候會(huì)使用5種不同的模擬廢水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這5種廢水的具體成分分別為：①G salt，硫酸10%、硫酸氫鈉20g/L、2-naphthalene-6、8-disulfonic acid dipolassium;②R salt，硫酸10%、硫酸氫鈉20g/L、2-naphthol-3、6-disulfonic acid

disodium;③K acid，硫酸15%、硫酸鈉20g/L、2-amino -3、6，8-naphthalene trisulfonic acid;④Amino G acid，硫酸

15%、硫酸鈉20g/L、Amino 2-naphthyl-amine-6，8-disulfoni scid;⑤βsalt，硫酸20%、硫酸鈉18.5g/L、2-naphthalene sulfonic acid sodium。其中R鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)85%，G鹽、K酸、氨基G酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：72.5%、70.7%、81.2%。β鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99%。其他化學(xué)試劑都為分析純。

2.1.2 實(shí)際廢水材料

主要成分由某精細(xì)化工公司生產(chǎn)車間提供。其中棕黑色的是G鹽母液，有機(jī)物含量非常高，并且伴有刺激性氣味。β鹽母液是暗粉色，pH值達(dá)6.2。

2.2 實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置包括：可控溫冰柜、回旋振蕩器、離心機(jī)、數(shù)顯溫度計(jì)等。分析檢測(cè)儀包括：ZDHW-5微機(jī)全自動(dòng)量熱儀、Falion 60S能譜儀、LC-20A型高效液相色譜儀等。

2.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

2.3.1 模擬廢水實(shí)驗(yàn)過(guò)程研究

主要目的為了研究磺化工藝母液中5種主要污染物在低溫下的結(jié)晶規(guī)律和影響結(jié)晶的因素。實(shí)驗(yàn)過(guò)程：首先把20mL的模擬廢水倒在干凈的離心管中，再把離心管放在振蕩器里面冰柜溫度控制在不同溫度，研究不同溫度條件下污染物結(jié)晶效果，12個(gè)小時(shí)之后把離心管放在離心機(jī)里面，離心20min，轉(zhuǎn)速在3000r/min，最終得到電導(dǎo)率和COD的值。實(shí)驗(yàn)中分離的效率可以通過(guò)以下公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算：COD去除率=×100%。（其中：C0代表原溶液中污染物的質(zhì)量濃度;C1代表低溫處理過(guò)后水中污染物的質(zhì)量濃度;）在計(jì)算的時(shí)候COD越高，說(shuō)明處理效果越好，回收率越高。

2.3.2 實(shí)際廢水的實(shí)驗(yàn)過(guò)程研究

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候先把實(shí)際廢水倒在干凈的離心管中，進(jìn)行12h的冷凍處理，把沒(méi)結(jié)冰的溶液放在冰箱里進(jìn)行離心處理，達(dá)到真正液體和固體分離的目的，測(cè)定液體的污染物指標(biāo)進(jìn)行分析，在相同溫度下調(diào)整其他物質(zhì)反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比處理效果。

2.4 分析方法

如表所示是各成分的分析方法：

2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)討論

2.5.1 模擬廢水處理效果分析

2.5.1.1 溫度因素對(duì)模擬廢水處理效果的影響

通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)顯示的數(shù)據(jù)能夠發(fā)現(xiàn)G鹽在溫度變化的時(shí)候COD的去除率為0，其余4種模擬廢水在溫度冷凍12h之后發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度從4℃降到-12℃的時(shí)候R鹽的COD會(huì)提高，當(dāng)溫度從8℃降到-16℃的時(shí)候，K酸和氨基G酸的COD去除率會(huì)提高;當(dāng)溫度從4℃降到-16℃的時(shí)候β鹽的COD去除率會(huì)增加;綜上所述：在-12℃到-16℃的時(shí)候R鹽、K酸、氨基G酸和β鹽都會(huì)出現(xiàn)結(jié)晶，模擬廢水的COD去除率會(huì)隨著溫度的降低而升高。

2.5.1.2 pH值對(duì)模擬廢水處理效果的影響

通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)在0℃以上的時(shí)候β鹽模擬廢水的COD去除效果比較差;G鹽模擬廢水在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)固體物質(zhì)。COD去除率在20%-50%中間的時(shí)候模擬廢水的酸度和COD的去除率沒(méi)有明顯的關(guān)系，在酸度條件下用G鹽配制出來(lái)的模擬廢水在溫度0℃和4℃的時(shí)候沒(méi)有物質(zhì)。

2.5.1.3 堿種類對(duì)G鹽模擬鹽水處理效果的影響

在實(shí)驗(yàn)的時(shí)候使用氫氧化鈉和氫氧化鉀進(jìn)行pH值的調(diào)節(jié)觀察G鹽處理效果。發(fā)現(xiàn)加入氫氧化鈉的時(shí)候沒(méi)有變化，但是加入氫氧化鉀的時(shí)候就會(huì)對(duì)G鹽有明顯的去除效果。

2.5.2 實(shí)際廢水處理效果分析

2.5.2.1 G鹽母液的實(shí)驗(yàn)過(guò)程

首先把G鹽母液倒在塑料管中，在-12℃的溫度下冷凍12個(gè)小時(shí)，12個(gè)小時(shí)完成之后需要把固體和液體進(jìn)行分離，分離處理完成之后的去除率在45%左右，因?yàn)闉V餅中的含水量比較高，這個(gè)時(shí)候能夠去除掉55%的COD。其次用氫氧化鉀調(diào)節(jié)過(guò)濾液的pH值，在調(diào)節(jié)過(guò)程進(jìn)行的時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)電導(dǎo)率下降，這個(gè)時(shí)候里面大部分的成分就是無(wú)機(jī)鹽。調(diào)節(jié)完成之后在重新放進(jìn)冰箱，溫度開始慢慢下降，當(dāng)溫度下降到-16℃的時(shí)候總?cè)コ蕰?huì)達(dá)到62%。

2.5.2.2 β鹽母液的實(shí)驗(yàn)過(guò)程

在調(diào)節(jié)β鹽母液的時(shí)候硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)調(diào)至20%，溫度在-16℃，冷凍時(shí)間12h，這個(gè)時(shí)候去除率能夠在79%左右。

2.5.2.3 G酸母液的實(shí)驗(yàn)過(guò)程

在實(shí)驗(yàn)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)溫度在-8℃和-12℃的時(shí)候COD的去除率非常低，但是在-12℃冷凍12h之后，COD的去除率會(huì)提高到19%。

2.5.2.4 K酸母液的實(shí)驗(yàn)過(guò)程

K酸母液在-16℃冷凍12h的時(shí)候發(fā)現(xiàn)去除效果不理想，這個(gè)時(shí)候就可以認(rèn)為在原水中COD比較低。

2.5.3 實(shí)驗(yàn)廢水處理效果分析

在整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的時(shí)候所有的有機(jī)物會(huì)因?yàn)闇囟冉档投霈F(xiàn)結(jié)晶，通過(guò)調(diào)節(jié)方式能夠發(fā)現(xiàn)能夠提高廢水COD的去除率。

2.5.4 化學(xué)物檢測(cè)和表征

在對(duì)實(shí)際G鹽母液實(shí)驗(yàn)的時(shí)候可以通過(guò)光譜的方式分析固體物質(zhì)，在分析的時(shí)候能夠發(fā)現(xiàn)R鹽純度能夠達(dá)到一半以上，這個(gè)時(shí)候就可以獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)模式廢水實(shí)驗(yàn)的分析和實(shí)際廢水的實(shí)驗(yàn)分析能夠知道染料中間體G鹽母液和β鹽母液實(shí)施資源化利用都是可行的。COD的去除率也能達(dá)到93%，說(shuō)明低溫結(jié)晶法對(duì)染料中間體磺化工藝母液的資源化利用有非常重要的幫助，可以在以后的工作中進(jìn)行使用。

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