刍议低温结晶法对染料中间体磺化工艺母液的资源化利用

姜兴中

摘 要：目的：为了研究低温结晶法对染料中间体磺化工艺母液的资源化利用效果;方法：通过模拟废水实验进行了解分析，之后在对实际废水进行处理，对比两者时间的实验结果;结论：通过实验分析能够发现低温结晶法对染料中间体磺化工艺母液的资源化回收有非常大的帮助。

关键词：低温结晶法;染料中间体磺化工艺母液;资源化利用

染料中间体生产行业在生产的时候会产生大量的废水。这些废水成分非常复杂主要以磺化工艺废水为主，在废水里面会含有浓度高达104-105mg/L的有机物质量和无机盐;产生出来的废水色泽深、毒性大，如果不及时进行处理，就会危害工作人员的生命健康。

1 关于处理废水方法的研究

通过文献资料调查方法能够发现目前处理废水有以下几种方法：混凝法、高级氧化法、蒸发浓缩法等。我国也有很多研究者对处理废水方法进行了研究，曹向禹在研究的时候发现使用ClO2氧化法能够有效的处理废水;龚雪君在研究的时候发现使用Ni2O3/AC催化剂的方法能处理燃料中间体废水。

2 模拟废水实验和实际废水实验过程

2.1 实验材料

2.1.1 模拟废水材料

主要由G酸、盐和一些副产物组成;在实验进行的时候会使用5种不同的模拟废水进行实验，这5种废水的具体成分分别为：①G salt，硫酸10%、硫酸氢钠20g/L、2-naphthalene-6、8-disulfonic acid dipolassium;②R salt，硫酸10%、硫酸氢钠20g/L、2-naphthol-3、6-disulfonic acid

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

15%、硫酸钠20g/L、Amino 2-naphthyl-amine-6，8-disulfoni scid;⑤βsalt，硫酸20%、硫酸钠18.5g/L、2-naphthalene sulfonic acid sodium。其中R盐质量分数85%，G盐、K酸、氨基G酸质量分数分别为：72.5%、70.7%、81.2%。β盐质量分数为99%。其他化学试剂都为分析纯。

2.1.2 实际废水材料

主要成分由某精细化工公司生产车间提供。其中棕黑色的是G盐母液，有机物含量非常高，并且伴有刺激性气味。β盐母液是暗粉色，pH值达6.2。

2.2 实验仪器和实验装置

实验装置包括：可控温冰柜、回旋振荡器、离心机、数显温度计等。分析检测仪包括：ZDHW-5微机全自动量热仪、Falion 60S能谱仪、LC-20A型高效液相色谱仪等。

2.3 实验过程

2.3.1 模拟废水实验过程研究

主要目的为了研究磺化工艺母液中5种主要污染物在低温下的结晶规律和影响结晶的因素。实验过程：首先把20mL的模拟废水倒在干净的离心管中，再把离心管放在振荡器里面冰柜温度控制在不同温度，研究不同温度条件下污染物结晶效果，12个小时之后把离心管放在离心机里面，离心20min，转速在3000r/min，最终得到电导率和COD的值。实验中分离的效率可以通过以下公式来进行计算：COD去除率=×100%。（其中：C0代表原溶液中污染物的质量浓度;C1代表低温处理过后水中污染物的质量浓度;）在计算的时候COD越高，说明处理效果越好，回收率越高。

2.3.2 实际废水的实验过程研究

在进行实验的时候先把实际废水倒在干净的离心管中，进行12h的冷冻处理，把没结冰的溶液放在冰箱里进行离心处理，达到真正液体和固体分离的目的，测定液体的污染物指标进行分析，在相同温度下调整其他物质反复进行实验对比处理效果。

2.4 分析方法

如表所示是各成分的分析方法：

2.5 实验结果和实验讨论

2.5.1 模拟废水处理效果分析

2.5.1.1 温度因素对模拟废水处理效果的影响

通过模拟实验显示的数据能够发现G盐在温度变化的时候COD的去除率为0，其余4种模拟废水在温度冷冻12h之后发现当温度从4℃降到-12℃的时候R盐的COD会提高，当温度从8℃降到-16℃的时候，K酸和氨基G酸的COD去除率会提高;当温度从4℃降到-16℃的时候β鹽的COD去除率会增加;综上所述：在-12℃到-16℃的时候R盐、K酸、氨基G酸和β盐都会出现结晶，模拟废水的COD去除率会随着温度的降低而升高。

2.5.1.2 pH值对模拟废水处理效果的影响

通过实验能够发现在0℃以上的时候β盐模拟废水的COD去除效果比较差;G盐模拟废水在整个实验过程中不会出现固体物质。COD去除率在20%-50%中间的时候模拟废水的酸度和COD的去除率没有明显的关系，在酸度条件下用G盐配制出来的模拟废水在温度0℃和4℃的时候没有物质。

2.5.1.3 碱种类对G盐模拟盐水处理效果的影响

在实验的时候使用氢氧化钠和氢氧化钾进行pH值的调节观察G盐处理效果。发现加入氢氧化钠的时候没有变化，但是加入氢氧化钾的时候就会对G盐有明显的去除效果。

2.5.2 实际废水处理效果分析

2.5.2.1 G盐母液的实验过程

首先把G盐母液倒在塑料管中，在-12℃的温度下冷冻12个小时，12个小时完成之后需要把固体和液体进行分离，分离处理完成之后的去除率在45%左右，因为滤饼中的含水量比较高，这个时候能够去除掉55%的COD。其次用氢氧化钾调节过滤液的pH值，在调节过程进行的时候会发现电导率下降，这个时候里面大部分的成分就是无机盐。调节完成之后在重新放进冰箱，温度开始慢慢下降，当温度下降到-16℃的时候总去除率会达到62%。

2.5.2.2 β盐母液的实验过程

在调节β盐母液的时候硫酸的质量分数调至20%，温度在-16℃，冷冻时间12h，这个时候去除率能够在79%左右。

2.5.2.3 G酸母液的实验过程

在实验的时候发现温度在-8℃和-12℃的时候COD的去除率非常低，但是在-12℃冷冻12h之后，COD的去除率会提高到19%。

2.5.2.4 K酸母液的实验过程

K酸母液在-16℃冷冻12h的时候发现去除效果不理想，这个时候就可以认为在原水中COD比较低。

2.5.3 实验废水处理效果分析

在整个实验进行的时候所有的有机物会因为温度降低而出现结晶，通过调节方式能够发现能够提高废水COD的去除率。

2.5.4 化学物检测和表征

在对实际G盐母液实验的时候可以通过光谱的方式分析固体物质，在分析的时候能够发现R盐纯度能够达到一半以上，这个时候就可以获得一定的经济效益。

3 结束语

通过对模式废水实验的分析和实际废水的实验分析能够知道染料中间体G盐母液和β盐母液实施资源化利用都是可行的。COD的去除率也能达到93%，说明低温结晶法对染料中间体磺化工艺母液的资源化利用有非常重要的帮助，可以在以后的工作中进行使用。

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