络合萃取法处理2-萘酚生产废水

张广强，赵 倩，苗晓亮，丁 凯

（上海百菲特环保科技有限公司，上海 200433）

2-萘酚是重要的有机化工原料及染料中间体，主要用于染料、有机颜料、橡胶防老剂及医药和农药工业中［1］。其衍生物大量应用于染料工业中［2］，其下游产品用于感光材料及液晶材料的生产［3］，具有非常广泛的市场前景。2-萘酚生产废水具有成分复杂、浓度高、毒性大、颜色深、酸碱缓冲性强、难以生化降解及对人体和环境危害较大等特点［4］。由此引发的环境污染问题一直没有得到有效解决［5］。国内外对2-萘酚生产废水的处理取得了一定的研究成果［6-13］，但未见工业化应用的报道。

本工作采用络合萃取法处理某企业的2-萘酚生产废水，探究了2-萘酚生产废水处理工艺的工业化应用效果。

1 实验部分

1.1 废水水质

本实验所用废水为某企业2-萘酚生产工艺废水的混合水样，废水pH 为4.9，COD为57 350 mg/L，电导率为345 ms/cm，废水主要成分为α-萘磺酸钠、β-萘磺酸钠、Na2SO4和Na2SO3等。废水的BOD5/COD极低，可生化性差，且对微生物有毒性，不宜采用生化方法直接处理。

1.2 试剂和仪器

三辛胺、十二胺、三烷基胺、磺化煤油、硫酸、硫酸银、氢氧化钠、重铬酸钾、硫酸亚铁、硫酸亚铁铵： 分析纯。

S10-3型磁力搅拌器：上海司乐仪器有限公司； MeterLab PHM240型台式pH计：哈希公司；MeterLab CDM210型台式电导率仪：哈希公司。

1.3 实验原理

络合萃取法的基本原理是胺类化合物与带有磺酸基、羟基等官能团的化合物形成络合物。在碱性条件下，络合物又发生分解反应，即反萃取。萃取和反萃取反应分别见式（1）和式（2）。

1.4 实验方法

在室温下，分别取50 mL废水，调节废水pH；取一定量萃取剂与20 mL磺化煤油配成混合液，分别取一定量的混合液加入到调节过pH的废水中，在300 r /min的转速下搅拌反应10 min，进行络合萃取反应，反应后静置5 min，取水相测定COD，计算COD去除率。

向反应后的废水中加入一定量的质量分数为10%的NaOH溶液，在300 r /min的转速下搅拌反应10 min，静置5 min，进行反萃取。反萃取下层水相为深棕色；上层油相为透明的三辛胺和磺化煤油的混合液。将反萃取的三辛胺和磺化煤油的混合液回用，再次加入到50 mL pH为1.0的废水中进行萃取反应。测定萃取后水相COD，计算COD去除率。

1.5 分析方法

采用重铬酸盐法测定COD［14］。

2 结果与讨论

2.1 萃取剂种类及加入量对COD去除率的影响

在废水pH为1.5的条件下，萃取剂种类及加入量（以占废水和磺化煤油总体积分数计）对COD去除率的影响见图1。由图1可见：采用三辛胺作为萃取剂时，萃取效果最好，COD去除率为82.4%～86.5%；采用三烷基胺作为萃取剂时，萃取效果略差，COD去除率为82.6%～85.4%；采用十二胺作为萃取剂时，反应后不能呈现明显的分层现象，萃取效果差，COD去除率仅为38.5%～45.2%。故本实验选择三辛胺做为萃取剂。

由图1还可见：以三辛胺和三烷基胺作为萃取剂时，随着萃取剂加入量的增加，COD去除率均先提高后降低；萃取剂加入量为8.5%时，萃取效果最好，COD去除率最高。

图1 萃取剂种类及加入量对COD去除率的影响

2.2 废水pH对COD去除率的影响

以三辛胺为萃取剂，在三辛胺加入量为8.5%的条件下，废水pH对COD去除率的影响见图2。由图2可见：废水pH为1.0时，萃取效果最佳，COD去除率最高，达97.2%；随着废水pH升高，COD去除率迅速降低；废水pH为3.0时，COD去除率降至53.0%。故本实验最佳废水pH为1.0。

图2 废水pH对COD去除率的影响

2.3 萃取剂的重复利用效果

在三辛胺加入量为8.5%、废水pH为1.0的最佳工艺条件下进行萃取反应，然后进行反萃取。将反萃取后得到的萃取剂用于第二次萃取，COD去除率为96.4%；反萃取后第三次萃取，COD去除率为94.9 %。可见，反萃取后的萃取剂可重复使用，重复第三次使用时萃取效果仍较好，运用到工业化大生产时，可降低成本。

3 结论

a）采用络合萃取法处理2-萘酚生产废水，比较了分别以三辛胺、十二胺、三烷基胺作为萃取剂的萃取效果，其中三辛胺萃取效果最佳，三烷基胺次之，十二胺的萃取效果最差。

b）处理2-萘酚生产废水的最佳工艺条件为：以三辛胺作为萃取剂，萃取剂加入量为8.5%，废水pH为1.0，在此最佳工艺条件下COD去除率可达97.2%。

c）采用NaOH溶液反萃取后的萃取剂用于第二次萃取，COD去除率为96.4%；反萃取后第三次萃取，COD去除率为94.9 %。萃取剂可重复使用。

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